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下列矩阵中不能相似于对角矩阵的是(  )。
  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
    正确答案

答案

D

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A 项是上三角矩阵,特征值为 ,互不相同,故有三个线性无关的特征向量,可以相似对角化。B 项是实对称矩阵,可以正交相似对角化。这两项均排除。
记 C 项矩阵为 ,它的特征值为 ,且

对任意 ,此矩阵秩为 ,所以二重特征值 的特征空间维数为 ,再加上特征值 的一维特征空间,共有三个线性无关的特征向量,C 可以对角化。
记 D 项矩阵为 ,同样有特征值 ,但

其前两行线性无关,秩恒为 ,故特征值 的特征空间只有一维,小于其代数重数 。D 不能相似于对角矩阵,选 D。这个判断与参数 的取值无关。