實對稱矩陣的特徵值一定為實數證明

2021-10-25 04:25:44 字數 563 閱讀 8814

雖然不是什麼有應用價值的定理,但是每次看到實對稱矩陣時總會有疑惑,現在記錄下來。

設有實對稱矩陣$a$,它的特徵值與對應的特徵向量分別為$\lambda,x$,另外記$\overline,\overline,\overline$分別為它們對應的共軛複數(矩陣和向量是對每個元素共軛)。

首先有:

\begin\overline^tax = \overline^t\overlinex = (\overline^t\overline)^tx = (\overline\overline)^tx = \overline^tx=\overline^tx=\overline\overline^tx\end

又有:\begin\overline^tax = \overline^t\lambda x = \lambda \overline^t x\end

因為$(1),(2)$式相等,所以有:

$ (\overline -  \lambda) \overline^tx = 0$

因為特徵向量$x\ne 0$,所以$ \overline^tx>0$,因此有$ \overline = \lambda$。特徵值為實數得證。

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