4矩阵的对角化


根据前面的来看,一点点复述固然效果好,但是太费时间,后面会加快速度,可能使用截图。

1.特征征值与特征向量

1.1定义

mm阶方阵 ,若存在数λ\lambda,及非零向量(列向量)xx,使得Ax=λxAx=\lambda x ,则称λ\lambdaAA的特征值,xxAA的属于特征值λ\lambda的特征向量。

  • 特征向量不唯一
  • 特征向量非零
  • (λIA)x=0(\lambda I-A)x=0有非零解,称det(λIA)det(\lambda I-A)AA的多项式求解det(λIA)=0det(\lambda I-A)=0的解,求出的λ\lambda便是矩阵的特征值,将特征值带入方程(λIA)x=0(\lambda I-A)x=0中得到特征向量

[例一]:
4矩阵的对角化

1.2矩阵的迹与行列式

trA=i=1naii,线trA=\sum_{i=1}^na_{ii},所有对角线元素之和 detA=i=1nλi,trA=i=1nλidetA=\prod_{i=1}^n\lambda_i,trA=\sum_{i=1}^n\lambda_{i}

1.3两个定理

  1. A,BA,B分别为m×n,n×mm\times n,n\times m的矩阵,则tr(AB)=tr(BA)tr(AB)=tr(BA)
  2. sylvstersylvster定理:设A,BA,B分别为m×n,n×mm\times n,n\times m的矩阵,则det(λImAB)=λmndet(λInBA)det(\lambda I_m-AB)=\lambda^{m-n}det(\lambda I_n-BA)

2矩阵对角化的充要条件

定理:nn阶方阵AA可通过相似变换对角化的充要条件是它具有nn个线性无关的特征向量。
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4矩阵的对角化

3内积空间

3.1酉空间

VV是复线性空间( kCk\in C),对于 中任何两个元素x,yx,y均按某一规则存在一个实数与之对应,记为(x.y),若它满足
4矩阵的对角化
则称(x,y)为x与y的内积,定义了内积的复线性空间称为酉空间。
最简单:
(x,y)=xTy实:(x,y)=x^Ty (x,y)=xTy复:(x,y)=x^T\overline y

3.2正交性

若(x,y)=0,则称x与y正交。
夹角:cosα=(x,y)xycos\alpha=\frac{(x,y)}{|x||y|}

3.3Gram-Schmidt正交化手续

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第四将完结撒花!!!!
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