题目
1 1-|||-已知α= 1 ,= 2 , =alpha beta ^T, 求A^4.-|||-1 0

题目解答
答案

解析
本题主要考察矩阵的幂运算以及矩阵乘法的结合律。解题的关键思路是利用矩阵乘法的结合律对$A^4$进行化简,再结合向量乘法的性质进行计算。
- 首先明确已知条件:
已知$\alpha=\begin{bmatrix}1\\1\\1\end{bmatrix}$,$\beta = \begin{bmatrix}1&2&0\end{bmatrix}$,且$A = \alpha\beta^T$。 - 然后计算$A^4$:
根据矩阵乘法的结合律,$A^4 = (\alpha\beta^T)(\alpha\beta^T)(\alpha\beta^T)(\alpha\beta^T)$。
由于矩阵乘法满足结合律,可将上式重新组合为$A^4=\alpha(\beta^T\alpha)(\beta^T\alpha)(\beta^T\alpha)\beta^T$。 - 接着计算$\beta^T\alpha$:
$\beta^T\alpha=\begin{bmatrix}1&2&0\end{bmatrix}\begin{bmatrix}1\\1\\1\end{bmatrix}=1\times1 + 2\times1+0\times1=3$。
这里$\beta^T\alpha$是一个标量($1\times1$矩阵)。 - 再将$\beta^T\alpha = 3$代入$A^4$的表达式:
$A^4=\alpha\times3\times3\times3\times\beta^T = 27\alpha\beta^T$。 - 最后计算$27\alpha\beta^T$:
$27\alpha\beta^T=27\begin{bmatrix}1\\1\\1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}1&2&0\end{bmatrix}=27\begin{bmatrix}1\times1&1\times2&1\times0\\1\times1&1\times2&1\times0\\1\times1&1\times2&1\times0\end{bmatrix}=27\begin{bmatrix}1&2&0\\1&2&0\\1&2&0\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}27&54&0\\27&54&0\\27&54&0\end{bmatrix}$。