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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9231 2025 Nov Paper 23 Q6

A Level / CIE / FP2

CIE 9231 2025 Nov Paper 23 Paper · Question 6

题目

Problem

The matrix P\mathbf{P} has non-zero eigenvalues and is given by

P=(a1102a1003a).\mathbf{P} = \begin{pmatrix} a & 1 & 1\\ 0 & 2a & -1\\ 0 & 0 & -3a \end{pmatrix}.

(a) State, in terms of aa, the eigenvalues of P\mathbf{P}.

[1]

(b) (i) Find P2\mathbf{P}^2 in terms of aa.

[1]

(ii) Use the characteristic equation of P\mathbf{P} to find P1\mathbf{P}^{-1} in terms of aa.

[3]

The 3×33 \times 3 matrix A\mathbf{A} has eigenvalues 11, 22, 33 with corresponding eigenvectors

(a00),(12a0),(113a),\begin{pmatrix} a\\ 0\\ 0 \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1\\ 2a\\ 0 \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1\\ -1\\ -3a \end{pmatrix},

respectively.

(c) Find A\mathbf{A} in terms of aa.

[5]
题目中文翻译

矩阵 P\mathbf{P} 有非零特征值,且

P=(a1102a1003a).\mathbf{P} = \begin{pmatrix} a & 1 & 1\\ 0 & 2a & -1\\ 0 & 0 & -3a \end{pmatrix}.

(a) 用 aa 表示 P\mathbf{P} 的特征值。

(b) (i) 求用 aa 表示的 P2\mathbf{P}^2

(ii) 使用 P\mathbf{P} 的特征方程,求用 aa 表示的 P1\mathbf{P}^{-1}

3×33 \times 3 矩阵 A\mathbf{A} 的特征值为 112233,对应的特征向量分别为

(a00),(12a0),(113a).\begin{pmatrix} a\\ 0\\ 0 \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1\\ 2a\\ 0 \end{pmatrix}, \quad \begin{pmatrix} 1\\ -1\\ -3a \end{pmatrix}.

(c) 求用 aa 表示的 A\mathbf{A}

解答