【线性代数复习笔记】矩阵特征值,特征向量,相似对角化与实对称矩阵

【线性代数复习笔记】矩阵特征值,特征向量,相似对角化与实对称矩阵

线代好难-_-

特征值与特征向量:

1.求解特征值与特征向量:

​ 先计算特征多项式f(ʎ)=|ʎI-A|,求出根,再根据不同的根解齐次线性方程组。

2.一些性质:

​ 1、矩阵A的属于不同特征值的特征向量线性无关

​ 2、若ʎ为A的特征值,g(A)的特征值为g(ʎ)。其中g为多项式函数

​ 3、幂零矩阵的特征值全为0

相似对角化:

1.两个矩阵(A与B)相似的性质:

​ 1、存在可逆矩阵P,满足P⁻¹AP=B

​ 2、A与B有相同的特征多项式,特征值与迹

​ 3、Aⁿ~Bⁿ

​ *4、B是与A在不同基下等效的线性变换

2.什么样的矩阵A可以对角化?

1、A相似于一个对角阵

2、A有n个线性无关的特征向量(充要条件)

​ 3、A有n个互不相同的特征值

​ 4、如果A有重特征值,那么k重特征值需要对应k个线性无关的特征向量

​ 5、如果A为n阶实对称矩阵,那么A只需要有n个特征值

3.如何进行对A对角化?

​ 1、求出A的所有特征值ʎ1,ʎ2,...,ʎn

​ 2、对于每一个特征值解齐次线性方程组,得到线性无关的特征向量e1~en

​ 3、设P=(e1,e2,...,en),则能得到P⁻¹AP=diag(ʎ1,ʎ2,...,ʎn),其中特征向量与特征值依次对应

4.实对称矩阵A(nxn)的性质:

​ 1、A^T=A

​ 2、A有n个实特征值

​ 3、A不同特征值对应的特征向量是正交的

​ 4、A的每一个k重特征值对应的特征空间都是k维的

​ 5、特征空间相互正交(即3)

​ 6、A可以(正交)对角化

​ 7、设P为变换矩阵,则PT=P-1,也即A与其对角阵既是相似的也是合同的。

​ 注:2~6为对称矩阵的谱定理

5.实对称矩阵怎么对角化?

​ 1、计算特征值

​ 2、解出特征向量

​ 3、对某些特征向量进行施密特正交化,然后进行单位化得出变换矩阵P与对角阵,注意特征向量与特征值依次对应

​ 第一次用markdown发,写的不太好- -

posted @ 2023-02-21 18:20  Akasa  阅读(1090)  评论(0)    收藏  举报