矩阵相似于对角矩阵的判定方法

矩阵相似于对角矩阵的判定方法

矩阵相似于对角矩阵的判定方法


n阶矩阵若有n个线性无关的特征向量,则它相似于对角矩阵 。
第一步:先求特征值;
第二步:求特征值对应的特征向量;
现在就可以判断一个矩阵能否对角化:
【矩阵相似于对角矩阵的判定方法】若矩阵的n重特征值对应n个线性无关的特征向量,则它可以对角化 , 否则不可以 。
令P=[P1,P2,……,Pn],其中P1 , P2,Pn是特征向量
则P^(-1)AP为对角矩阵,其对角线上的元素为相应的特征值 。
对角矩阵(外文名:diagonal matrix)是一个主对角线之外的元素皆为0的矩阵,常写为diag(a1,a2,…,an) 。
对角矩阵可以认为是矩阵中最简单的一种,对角矩阵的运算包括和、差运算、数乘运算、同阶对角阵的乘积运算,且结果仍为对角阵 。
如何判断一个矩阵是否可以相似对角化的条件
n级矩阵A可对角化<=>A的属于不同特征值的特征子空间维数之和为n 。

实际判断方法:

1、先求特征值,如果没有相重的特征值,一定可对角化;

2、如果有相重的特征值λk,其重数为k,那么你通过解方程(λkE-A)X=0得到的基础解系中的解向量若也为k个 , 则A可对角化,若小于k,则A不可对角化 。

此外,实对称矩阵一定可对角化 。

扩展资料:

若n阶矩阵A有n个不同的特征值 , 则A必能相似于对角矩阵 。

说明:当A的特征方程有重根时 , 就不一定有n个线性无关的特征向量,从而未必能对角化 。

设M为元素取自交换体K中的n阶方阵 , 将M对角化,就是确定一个对角矩阵D及一个可逆方阵P,使M=PDP-1 。设f为典范对应于M的Kn的自同态 , 将M对角化 , 就是确定Kn的一个基,使在该基中对应f的矩阵 。


如何判断一个矩阵是否可以相似对角化
1°先看是不是实对称矩阵,如果是可以对角化,如果不是看第二步
2°算矩阵的特征值 , 如果特征值都不同 , 则可以对角化,若特征值有重根再看第三步
3°算有重根的特征值对应的特征多项式的秩,如果秩等于矩阵的阶数减去重数,也就是这个公式r(λiE-A)=n-ni,相等则可对角化,不等则可以判断该矩阵不能对角化
按上面三步一定可以判断出,也是做题最节约时间的步奏

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