为了找到矩阵的若尔当标准型,我们首先需要计算特征多项式和特征值。给定矩阵A:A = | 1 2 0 0 || -2 1 0 0 || -1 0 1 2 || 0 -1 -2 1 |计算特征多项式:首先计算矩阵A与 λI 的行列式:| 1-λ 2 0 0 || -2 1-λ 0 0 || -1 0 1-λ 2 || 0 -1 -2 1-λ |计算行列式,我们得到特征多项式:(1-λ)^2 * [(1-λ)^2 + 4]计算特征值:由特征多项式我们得到特征值 λ1 = 1 和 λ2 = 1 (两个重复特征值)。计算广义特征向量:对于 λ1 = 1 和 λ2 = 1,我们需要计算(A - λI)X = 0 的解,其中X是特征向量。在这种情况下,A - λI 为:| 0 2 0 0 || -2 0 0 0 || -1 0 0 2 || 0 -1 -2 0 |求解线性方程组,我们找到两个线性无关的广义特征向量:v1 = | 1 || 1 || 0 || 0 |v2 = | 0 || 0 || 1 ||-1 |计算若尔当标准型:将广义特征向量放入一个矩阵,然后计算逆矩阵与原始矩阵A相乘。然而,在这种情况下,我们注意到广义特征向量恰好是特征向量,因此我们可以得到对角矩阵作为若尔当标准型。所以,若尔当标准型矩阵J为:J = | 1 0 0 0 || 0 1 0 0 || 0 0 1 0 || 0 0 0 1 |这是给定矩阵的若尔当标准型。