大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于2017十一对称阵的问题,于是小编就整理了5个相关介绍2017十一对称阵的解答,让我们一起看看吧。
对称阵是指转置矩阵和自身相等的方阵,也就是元素以主对角线为对称轴对应相等的矩阵1。 在线性代数中,对称阵具有很多重要的性质,例如存在正交矩阵使得对称阵可以对角化成对角阵,对称阵的特征值都是实数,且对应不同特征值的特征向量是正交的等等2。 对称阵在数学和物理学中都有广泛的应用,例如在矩阵分析、最小二乘法、量子力学等领域。
事实上,可以将此问题转化为一个更加general的定理
设 ,且 的特征值都是实数,则 正交相似于对角矩阵的充要条件为 为正规矩阵,即
(一) 如果这个定理满足,实对称矩阵显然是正规矩阵,且其特征值一定为实数,那么其相似于对角矩阵,所以一定可以对角化
(二) 在证明这个定理前,你需要认同一下定理
设 ,且 的特征值都是实数,则存在正交矩阵 ,使 为上三角矩阵
(三)必要性证明
设 为一正交矩阵,可以将 对角化
则
(四)充分性证明
设 为一正交矩阵,可以将 上三角化为矩阵
又根据 为正规矩阵的性质有
是一个上三角矩阵,只需要比较 对角线上的元素,你就会发现矩阵 是个对角矩阵,得证
(五)以上证明在《矩阵论》(程云鹏)(第四版)(102-105)可见
证明如果A和B都是对称矩阵,那么AB是对称矩阵的充分必要条件是A和B是可交换的
证:以下右上角标’表示矩阵转置。
已知A,B都是对称阵,故:
AB=BA即AB可交换<=>(AB)'=(BA)'<=>(AB)'=A'B'<=>(AB)'=(AB)即AB是对称阵
矩阵可以对角化的充要条件就是有n个线性无关的特征向量 对称阵相乘还是对称阵。特征值全部为0,说明矩阵是0矩阵(所有元素都是0),这样的矩阵任意一个非0向量都是其特征向量,秩只有向量不正交时才为1,正交时是0。每一次矩阵相乘只需计算一行,然后其余部分都能 得出。
如果A是一个未必对称的方阵,令B=(A+A^T)/2,那么B对称,并且二次型x^TAx=x^TBx,也就是说即使A不对称,一定存在一个等效的对称矩阵来表示这个二次型,所以为了研究方便就选择(或者理解成规定)用对称阵来表示二次型。
二次型的矩阵一定为实对称矩阵。
1、二次型的矩阵一定可以用实对称矩阵来表示,因为x'Ax=x'[(A+A')/2]x,(A+A')/2肯定是对称的。实对称矩阵具有良好的性质,所以都用对称矩阵来研究二次型。
2、当二次型的系数在实数域上时,对应的二次型矩阵是实对称矩阵,实对称矩阵都可以通过可逆线性变换化为标准型,主要的方法有配方法和初等变换法。
对称双线性
在低层的域的特征不是2的时候,二次形式等价于对称双线性形式。二次形式总是生成对称双线性形式(通过极化恒等式),而反过来要求除以2。
注意对于任何向量u∈V
2Q(u) =B(u,u)
所以如果2在R中是可逆的(在R是一个域的时候这同于有不是2的特征),则我们可以从对称双线性形式B恢复二次形式,通过
Q(u) =B(u,u)/2;
当2是可逆的时候,这给出在V上的二次形式和V上的双线性形式之间的一一映射
到此,以上就是小编对于2017十一对称阵的问题就介绍到这了,希望介绍关于2017十一对称阵的5点解答对大家有用。
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