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矩阵相似定义(矩阵相似)

大家好,我是小新,我来为大家解答以上问题。矩阵相似定义,矩阵相似很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、区别:

2、矩阵相似与矩阵合同具体的不同点在于:

3、1 矩阵相似的例子中,P-1AP=B;针对方阵而言;秩相等为必要条件;本质是二者有相等的不变因子;可看作是同一线性变换在不同基下的矩阵;矩阵相似必等价,但等价不一定相似。

4、2 矩阵合同的例子中,CTAC=B;针对方阵而言;秩相等为必要条件;本质是秩相等且正惯性指数相等,即标准型相同;可通过二次型的非退化的线性替换来理解;矩阵合同必等价,但等价不一定合同。

5、总结:矩阵的相似和矩阵的合同都是由线性空间中坐标系的转换引起的。我们在线性空间中定义矩阵和向量的乘法,并将矩阵理解成线性空间中“运动”的施加,变换坐标系之后,同一个“运动”在不同坐标系下是相似的关系。我们在线性空间中定义向量的内积(或者说双线性型),同一个双线性型运算在不同坐标系下相差合同矩阵。之所以要换坐标系,就是为了在最简单的坐标系下看清问题的本质!

6、扩展资料:

7、在线性代数中,相似矩阵是指存在相似关系的矩阵。设A,B为n阶矩阵,如果有n阶可逆矩阵P存在,使得P^(-1)AP=B,则称矩阵A与B相似,记为A~B。

8、定理1

9、n阶矩阵A与对角矩阵相似的充分必要条件为矩阵A有n个线性无关的特征向量。

10、注: 定理的证明过程实际上已经给出了把方阵对角化的方法。

11、若矩阵可对角化,则可按下列步骤来实现:

12、(1) 求出的全部特征值;

13、(2)对每一个特征值,设其重数为k,则对应齐次方程组的基础解系由k个向量构成,即为对应的线性无关的特征向量;

14、(3)上面求出的特征向量恰好为矩阵的各个线性无关的特征向量。

15、推论1

16、若n阶矩阵A有n个相异的特征值,则A与对角矩阵相似。

17、对于n阶方阵A,若存在可逆矩阵P, 使其为对角阵,则称方阵A可对角化。

18、定理2 

19、n阶矩阵A可对角化的充要条件是对应于A的每个特征值的线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重数,即设是矩阵A的重特征值。

20、定理3 

21、对任意一个n阶矩阵A,都存在n阶可逆矩阵T使得即任一n阶矩阵A都与n阶约当矩阵J相似。

22、在线性代数,特别是二次型理论中,常常用到矩阵间的合同关系。两个矩阵A和B是合同的,当且仅当存在一个可逆矩阵 C,使得C^TAC=B ,则称方阵A合同于矩阵B.

23、一般在线代问题中,研究合同矩阵的场景是在二次型中。二次型用的矩阵是实对称矩阵。两个实对称矩阵合同的充要条件是它们的正负惯性指数相同。由这个条件可以推知,合同矩阵等秩。

24、相似矩阵与合同矩阵的秩都相同。

25、参考资料:搜狗百科-合同矩阵搜狗百科-相似矩阵

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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