矩陣的相似和對角化有什麼關係相似定義p 1ap b,即

2021-12-24 21:03:29 字數 3932 閱讀 9640

1樓:匿名使用者

設a,b是n階矩陣,如存在可逆矩陣p,使p-1ap=b,則稱a與b相似

如果a與對角矩陣相似,則稱a可相似對角化

求出a的線性無關的特徵向量就可構成可逆矩陣p求特徵多項式|λe-a|=0,求出特徵值

對每個特徵值求(λe-a)x=0的基礎解系,即為特徵向量α 1‘,α 2’,...α n‘

則可逆矩陣p=(α 1,α 2,。。。α n)

2樓:

相似就像你說的,相似的意義就是,在一個線性空間內,有個線性變換,這個線性變換在兩組組基下的矩陣是相似的。

相似矩陣有些性質,首先相似的矩陣有相同的特徵多項式,其次,相似矩陣的若當標準型是一樣的~

至於求p……一般都是可對角化的矩陣才好讓你求p的求法就是把q^(-1)aq=c=t^(-1)bt的q和t都求出來,再令p=tq^(-1)算出p就可以了。

需要注意的問題是,既然q^(-1)aq=c=t^(-1)bt,那麼把a和b化為標準型後,特徵值的排布要一樣才行,畢竟只有一個c嘛。

q和t怎麼算呢?以q為例

把a的特徵值求出來,再求出每個特徵值對應的特徵向量,順次把特徵向量按列排成矩陣就構成q。

不懂請追問,謝謝採納!

3樓:應該不會重名了

求特徵多項式|λe-a|=0,求出特徵值

對每個特徵值求(λe-a)x=0的基礎解系,

綜合基礎解系構成可逆矩陣p

已知a與b相似,求a,b的值及矩陣p,使p^-1ap=b

4樓:粒下

因為a與b相似,可以知道|a|=|b|,tr(a)=tr(b);

所以得到 6b+a=-5;4=6+b;計算得到a=7,b=-2 。

所以求得矩陣b:

因為矩陣a的特徵多項式為

所以a的特徵值為 λ1=5,λ2=-1 ,然後求a得特徵向量。

當λ1=5時,矩陣a的特徵方程為

求得λ1=5的特徵向量為ξ1=(1,1)t ;

當λ2=-1時,矩陣a的特徵方程為

求得λ2=-1的特徵向量為ξ2=(-2,1)t ;

所以存在可逆矩陣p1=(ξ1,ξ2);使得p1^-1ap1=c,其中c為對角矩陣。

同樣的因為矩陣b的特徵多項式為

所以b的特徵值為 λ1=5,λ2=-1 ,求b得特徵向量。

當λ1=5時,矩陣b的特徵方程為

求得λ1=5的特徵向量為η1=(-7,1)t ;

當λ2=-1時,矩陣b的特徵方程為

求得λ2=-1的特徵向量為η2=(-1,1)t ;

所以存在可逆矩陣p2=(η1,η2);使得p2^-1bp2=c,其中c為對角矩陣。

因為矩陣a與矩陣b相似的對角矩陣c均為一樣的,所以得到p1^-1ap1=p2^-1bp2;

化簡得到 (p1p2)^-1a(p1p2)=b;所以存在可逆矩陣p=p1p2,使得p^-1ap=b;

即可逆矩陣p為

5樓:zzllrr小樂

相似矩陣有相同特徵值、跡和行列式,則

1+3=6+b

|a|=3-8=|b|=6b+a

解得a=7

b=-2

因此所求矩陣p=mn^(-1)

6樓:茹翊神諭者

簡單計算一下即可,答案如圖所示

矩陣a,b相似。求可逆矩陣p,使p∧-1ap=b 15

7樓:一個人郭芮

當然是有關的

ab相似,那麼就是相同的特徵值

如果要求出p,

使p^-1 ap=b

就要看b裡特徵值的位置

三個特徵值所在的行不一樣

即得到的特徵向量位置不同

那麼求出的p也不一樣

8樓:茹翊神諭者

簡單計算一下即可,詳情如圖所示

例題如下:

線性代數中,矩陣a可相似對角化,p^-1ap=λ,λ為對角矩陣。那麼p^-1λp=a是對的嗎?

9樓:紫月開花

這是教材中相似矩陣的定義,而且你弄錯了,應該是存在可逆矩陣,使得等式成立。若a為實對稱矩陣,則必有正交矩陣p,使得a相似於一個對角矩陣(p-1ap=對角矩陣λ)

10樓:匿名使用者

p^-1ap=λ

pλp^-1=a

當然確實存在可逆矩陣,滿足相似的那個定義,只不過來回變換的矩陣互逆罷了。

11樓:匿名使用者

不成立a = p *diag *p^(-1)

矩陣乘法不具有交換性質

高等代數問題 a與b相似 即p-1ap=b a不可對角化 這個p的計算思路是什麼

12樓:難道情纏死方休

先算出jordan標準型 然後設出向量與jordan聯立解方程

13樓:小雪

只需證明a的特徵向量中能夠選出n為向量空間的一組基:(不妨設a是n行n列的)

首先設λ是a的特徵值,那麼λ^2是a^2的特徵值,∴(a^2)ξ=λ^2*ξ=eξ=ξ

∴λ^2=1

∴λ=±1

∴a只有特徵根±1

先找到1所對應的一組線性無關向量特徵向量:

就是滿足:aξ=ξ的一組線性無關向量

也就是(a-e)ξ=0

很顯然解空間的維數是:n1=n-rank(a-e)∴可以從中選出n1個線性無關的特徵向量。

在考慮以-1為特徵根的特徵向量:

也就是aξ=-ξ

∴(a+e)ξ=0

顯然解空間的維數是:n2=n-rank(a+e)∴可以從中選出n2個線性無關的向量。

現在n1+n2=2n-rank(a+e)-rank(a-e)現在只需要證明:rank(a+e)+rank(a-e)=n這一步的證明並不難:先證明rank(a+e)+rank(a-e)≥n這是因為a^2=e∴deta=±1∴a可逆∴ranka=n而又∵ranka+rankb≥rank(a|b)≥rank(a+b)∴rank(a+e)+rank(a-e)≥rank2a=ranka=n

再證明rank(a+e)+rank(a-e)≤n∵(a+e)(a-e)=a^2-e^2=0∴a-e的列空間是(a+e)x=0的解空間的子空間又∵a+e的解空間的維數是n-rank(a+e)∴rank(a-e)≤n-rank(a+e)∴rank(a-e)+rank(a+e)≤n綜上所述:rank(a+e)+rank(a-e)=n∴n1+n2=n

∴n維線性空間有一組a的特徵向量組成的基。

∴a可對角化

顯然去上面的滿足aξ=ξ的n1個線性無關向量,取aξ=-ξ的n2個線性無關向量

加起來總共n個,將他們以列向量的形式排成一個n階方陣t,∵其列秩為n

∴可逆∴t^(-1)at=diag(1,1,…,-1,-1)

線性代數問題,b=p^(-1)ap,則行列式|a|=行列式|b|嗎?

14樓:神馬不知道了

當然了|b|=|p^(-1)||a||p||b|=|a||p^(-1)||p|

|b|=|a||p^(-1)p|

|b|=|a|

nikuaicaina~~aaa

已知矩陣a=(200,001,01x)與b=(2無無,無y無,無無-1)相似,求x與y的值。求一個滿足p^-1ap=b的可逆矩陣p.

15樓:匿名使用者

200001

01x與

2無無無y無

無無-1

相似矩陣的行列式相等,跡相等

所以有 -2 = -2y, 2+x = 2+y-1所以 y=1, x=0

所以 a 的特徵值為 2, 1, -1

求p就是求特徵向量 略......

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