矩陣性質總結

2022-09-04 21:30:16 字數 1310 閱讀 6330

普通方陣:

性質:對角線上 的 元素 之和 等於 矩陣的跡 ,等於 特徵值 的和

特徵值 的 乘積 等於 矩陣的行列式

滿足\[a^t = a

\]的矩陣

性質:該矩陣一定是方陣

主對角線的元素是任意的,但其他元素在主對角線的兩邊成對出現

對稱矩陣的逆仍然為對稱矩陣

對稱矩陣 一定 可以正交對角化

性質:一定是方陣

只有對角線上有元素

是一種三角矩陣,因此具備三角矩陣的所有特徵

對稱矩陣 能夠 正交對角化 為 對角矩陣

性質:一定是方陣

三角矩陣的 主對角線 上的元素,就是它的特徵值

滿足\[aa^t=a^t a=i

\]的方陣,叫做 正交矩陣

性質:正交矩陣一定可逆 :也就是說:正交矩陣一定有: \(a^t = a^\)

具有單位正交列向量,反之也成立

正交矩陣 列彼此單位正交,行也彼此單位正交。

正交矩陣不改變向量的範數: \(||ux||=||x||\) u為正交矩陣

\((ux)\cdot(uy) = x\cdot y\)

\((ux)\cdot(uy) = 0\) 的充要條件是: \(x\cdot y = 0\)

任何具有單位正交列的方陣都是正交矩陣

定義:如果存在乙個正交矩陣p (滿足 \(p^ = p^t\)) 和乙個 對角矩陣 d 使得

\[a = pdp^t = pdp^

\]則稱矩陣 a 為可正交對角化的矩陣

注意p必須由彼此線性無關的且單位正交的特徵向量構成

定理:乙個n階方陣a可正交對角化的充要條件是 a 是對稱矩陣

可正交對角化的矩陣一定是對稱矩陣,只有對稱矩陣才能可正交對角化

注意對稱矩陣的不同特徵空間的任意兩個特徵向量是正交的,但同一特徵空間的不同特徵向量 雖然一定線性無關,但不一定正交,需要進行檢查,然後用格萊姆施密特方法把他們化成正交的。

將乙個對稱矩陣正交對角化的例題:課本p394

n階方陣才能彼此相似

性質:相似矩陣特徵值相同,特徵值相同不一定相似,但是 如果a b 均為對稱矩陣,那麼a b 相似

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