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2. 任何方阵A(nxn)可以变换为对角型(+模态规范性)或约当形。取决于|编辑|的根。
3.1 A必可正交化 矩阵能化成什么根本上由目录二指出。且P逆=PT。
3.4 n阶实对称矩阵A必可对角化,且相似对角阵上的元素即为矩阵本身特征值。
3.5 若λ0具有k重特征值 必有k个线性无关的特征向量,或者说必有秩r(λ0E-A)=n-k,其中E为单位矩阵。
1. 任何矩阵A(sxn)可以初等变换为标准型
(参考高等代数4.6初等矩阵)
2. 任何方阵A(nxn)可以变换为对角型(+模态规范性)或约当形。取决于|
|的根。
(参考 现代控制理论)
3. 实对称矩阵 特殊性质。
方阵A(nxn)为实对称矩阵,则
3.1 A必可正交化 矩阵能化成什么根本上由目录二指出。且P逆=PT。
,即
,即
,即P是正交矩阵,即P是实数化的酉矩阵。
关于P逆=PT的理解:
从初等变换上,是对角矩阵,其行怎么进行变换,列就怎么进行变换,那肯定得到对称矩阵。对应到数学形式上,
即对角矩阵,两边乘以转置矩阵后,变为对称矩阵。
3.2 实对称矩阵A的不同特征值对应的特征向量是正交的。
3.3 实对称矩阵A的特征值都是实数,特征向量都是实向量。
3.4 n阶实对称矩阵A必可对角化,且相似对角阵上的元素即为矩阵本身特征值。
3.5 若λ0具有k重特征值 必有k个线性无关的特征向量,或者说必有秩r(λ0E-A)=n-k,其中E为单位矩阵。
根据目录二,一个矩阵A能化成什么,取决于||。
A无重根时,又都是实数,可以直接化为正交型。
A有k重根时,先约当型,而又有k个线性无关向量,所以约当型变为正交型
4. 酉矩阵
其实就是unit、幺矩阵,其成其转置等于1。
定义:
5. 次酉矩阵
(参考酉矩阵和次酉矩阵的定义_仁者见仁智者见智的博客-CSDN博客_次酉矩阵定义)
定义:
若α1 ,α2 ,…,αr 为n维标准正交列向量组,称n×r阶矩阵U1=(α1 ,α2 ,…,αr)
为次酉矩阵。记作U1∈Ur n×r .
充要条件:
U1为次酉矩阵的充要条件是U1H U1=Er
3、酉矩阵和次酉矩阵的异同
相同:
两种矩阵的列向量都是两两单位正交的
不同:
酉矩阵是方阵,而次酉矩阵不是方阵
参考:
矩阵分析(第三版)史荣昌
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原文链接:https://blog.csdn.net/CL880/article/details/121153086
6. 正交矩阵
就是酉矩阵实数化。
1. AAT=E=ATA
2. 各行、列向量是单位向量、且两两正交。
证明:(截图来自b站宋浩老师)
3. 经常的疑问:A*AT=I=AT*A,则A一定是对称矩阵吗?
答:否定。
例如:
>> a=[1 2 77;2 55 6;77 6 9 ] % a是对称阵,则其P是正交阵,即c是正交的,但c非对称。
a =
1 2 77
2 55 6
77 6 9
>> [c,d]=eig(a)
c =
-0.724514929433344 -0.152103095045351 0.672266885623427
-0.021111790241287 0.979786661485016 0.198928103315883
0.688935707697754 -0.129933623260771 0.713081232543196
d =
-72.160432944703203 0 0
0 53.893832737003521 0
0 0 83.266600207699653
>> c*c'
ans =
1.000000000000000 -0.000000000000000 0
-0.000000000000000 1.000000000000000 0.000000000000000
0 0.000000000000000 1.000000000000000
7. 正规矩阵
(参考百度百科)
1. 定义:
2. 性质:
3. 经常的疑问:AH*A=A*AH,那么A为对称阵吗?
答:从正规矩阵定义举的例子就知道,不一定对称。从目录六3知道,不一定对称。
4. 辨析 正规矩阵、正交矩阵、对称矩阵:
正规矩阵>正交矩阵
正规矩阵>对称矩阵
对称矩阵和正交矩阵有交叉,但不相等。
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