線性代數:矩陣相似和對角化?歡歡好物推薦2019-08-05 18:45:16

對角化和相似對角化是沒有區別的,取對角化矩陣的時候,在滿足特徵值分別可取與原矩陣階數相同的特徵向量時,該對角矩陣即與原矩陣相似,所以說這兩個其實是同一件事的不同說法。

相似是一種等價關係,對角化相當於對一類矩陣在相似意義下給出了一種簡單的等價形式,這對理論分析是方便的。相似的矩陣擁有很多相同的性質,比如特徵多項式,特徵根,行列式……如果只關心這類性質,那麼相似的矩陣可以看作沒有區別的,

這時研究一個一般的可對角化的矩陣,只要研究它的標準形式,一個對角矩陣就可以了。而對角矩陣是最簡單的一類矩陣,研究起來非常方便。這個過程相當於在一個等價類中選取最順眼的元素研究。

向左轉|向右轉

擴充套件資料:

對角矩陣是指只有主對角線上含有非零元素的矩陣,即,已知一個n×n矩陣

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如果對於

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,則該矩陣為對角矩陣。如果存在一個矩陣

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,使

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的結果為對角矩陣,則稱矩陣

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將矩陣

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對角化。

對於一個矩陣來說,不一定存在將其對角化的矩陣,但是任意一個n×n矩陣如果存在n個線性不相關的特徵向量,則該矩陣可被對角化。

矩陣相似於對角矩陣的條件

充要條件

n階矩陣A相似於對角矩陣的充要條件是A有n個線性無關的特徵向量。

證明過程:

(1)必要性。

設有可逆矩陣P,使得

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令矩陣P的n個列向量為

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,則有

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因而

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,因為P為可逆矩陣,所以

為線性無關的非零向量,它們分別是矩陣A對應於特徵值

的特徵向量。