几乎都是大题的考点,very important
5.1基础结构
第1,5,6讲的矩阵都是方阵,因为只有行数和列数相等才有二次型,特征值,特征向量和行列式。
第2,3,4讲的研究对象的行数和列数可以不相等。
相似矩阵的基础就是要求出矩阵的特征值与特征向量。
他的应用主要就是只要三个方面啊!
实对称矩阵的相似对角化就是我们第六讲的主题了。
5.2具体型矩阵的特征值与特征向量
定义
A是一个方阵。
so amazing
这个齐次方程组有非零解。
系数矩阵的列不满秩。
所以为什么可以根据他的行列式等于0求出。
这就叫做特征方程。
接下来就可以求出特征值
重根按重数计。
ep:
所以矩阵的秩至少少一个。
自由度为1,一个向量如何线性无关,只要是非零向量就可以了。
这里的KESI我们称之为基础解系。加k才叫做通解。
特征向量和通解不一样的地方,特征向量不能为零向量。
一定要保证是非零向量。
5.3抽象矩阵的特征值与特征向量
与A有关的特征值以特征向量总结如下:
prove:
1.
3.
4.
5.
6.
(3)
所以转置之后特征值是不变的。
二.基本性质
特征值加起来是迹
特征值乘起来是行列式的值
以三阶矩阵为例,做个证明:
做一个对比
2.特征向量的性质
ep:
(2)
得到k1=k2等于0,所以kesi1和kesi2线性无关。
复习了一下第三章向量线性无关的题目。
(3)
ep:
下面我们来练习一些利用抽象矩阵性质进行转化的题目。
1.
只能得到可能的特征值,不能得到特征值是几个0,几个1。
(2)抽象型如何判断可逆矩阵:
2.
3.
5.4 矩阵的相似
注也非常重要
prove:
2.
3.
小证一个:
:
5.5矩阵的相似对角化
什么叫对角阵,处了主对角元素,其他元素均为0.
可以称之为最好看的矩阵。
比较好算
根据矩阵相等的充要条件,对应位置元素全部相同。
这个P里面每一列都是S的特征向量,即A可相似对角化的充要条件是有n个线性无关的特征向量。
A自己的特征值和特征向量,自产自销。
不同特征值对应的特征值也线性无关。
对应着三个线性无关的特征向量(是列向量哦)
一定要按照顺序写(对应着写)
自由度必须得是3,才能有3个线性无关的特征向量。
三行对应成比例
5.6实对称矩阵必可相似于对角矩阵
可以使用施密特正交化
考研重点,几乎每年都要考大题
ep: 我们的步骤要增加:
承接上一步三个线性无关的特征向量,如何化简成标准正交基。
由实对称矩阵不同特征值对应的特征向量正交,相乘为0,只要化简一对。
正交化
单位化
特征向量线性无关,是推不出来他们的特征值相同的。
实对称矩阵相同特征值对应的特征向量也可能是垂直的。
不确定结论可以进行举例子。
应用
反求参数
ep:
A和A逆有着相同的特征向量
下面我们继续来看特征值和特征向量反求A
所以为什么整容要整容成对角阵
继续强调是列向量。
这个方法在考研的时候经常用,非常漂亮,由相似对角化整容后求解就非常方便。
不是对角矩阵,就是两个矩阵相似。
根据传递性容易解出。