矩阵相似特征值相等吗(两个矩阵特征值相同一定相似吗)

互联网 2024-04-01 阅读

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矩阵相似特征值相等吗(两个矩阵特征值相同一定相似吗)

一、两个矩阵特征值相同一定相似吗

特征值相同,不一定相似,也不一定合同。

但是:

1)如果都是对称矩阵,那么特征值相同,能推出合同

2)如果两矩阵都可以相似对角化,则两矩阵特征值相同,能推出相似。

扩展资料:

在数学中,矩阵(Matrix)是一个按照长方阵列排列的复数或实数集合,最早来自于方程组的系数及常数所构成的方阵。这一概念由19世纪英国数学家凯利首先提出。

矩阵运算在科学计算中非常重要,而矩阵的基本运算包括矩阵的加法,减法,数乘,转置,共轭和共轭转置。

加法

矩阵的加法满足下列运算律(A,B,C都是同型矩阵):

应该注意的是只有同型矩阵之间才可以进行加法。

减法

数乘

矩阵的数乘满足以下运算律:

矩阵的加减法和矩阵的数乘合称矩阵的线性运算。

转置

把矩阵A的行和列互相交换所产生的矩阵称为A的转置矩阵[9],这一过程称为矩阵的转置

矩阵的转置满足以下运算律:;;

共轭

矩阵的共轭定义为:

.一个2×2复数矩阵的共轭如下所示:则

共轭转置

矩阵的共轭转置定义为:,也可以写为:。一个2×2复数矩阵的共轭如下所示:则

参考资料:百度百科-矩阵

二、特征值相等一定相似吗

两个矩阵的特征值相等的时候不一定相似

但当这两个矩阵是实对称矩阵时,有相同的特征值必相似

比如当矩阵A与B的特征值相同,A可对角化,但B不可以对角化时,A和B就不相似

比如如下两个矩阵

1 0 1 1

0 1和 0 1,

显然它们的特征值都是1,1

但是不能对角化,

因为1 1不能找到两个线性无关的特征向量

0 1

注意n阶矩阵A与对角阵相似的充要条件就是A有n个线性无关的特征向量,不能只看特征值

所以当这两个矩阵都是实对称矩阵时,都一定可以对角化,于是有相同的特征值就一定相似

这也就是我们的课本上一般只讨论对实对称阵进行对角化的原因,

对一般的矩阵讨论能否对角化比较复杂

三、相似矩阵的特征值相同为什么啊

假设x是矩阵A的特征值,那么有:xa=Aa

又因为A和B相似,所以有A=P^(-1)BP

将A=P^(-1)BP代入得到:xa=P^(-1)BPa

再将等式两边同时左乘P,得到Pxa=BPa

由于x是一个数,所以有x(Pa)=B(Pa)

由此可以证明x也是矩阵B的特征值,所以相似矩阵的特征值相同。

扩展资料

特征值是线性代数中的一个重要概念。在数学、物理学、化学、计算机等领域有着广泛的应用。设

A

是n阶方阵,如果存在数m和非零n维列向量 x,使得

Ax=mx

成立,则称

m

是A的一个特征值(characteristic

value)或本征值(eigenvalue)。非零n维列向量x称为矩阵A的属于(对应于)特征值m的特征向量或本征向量,简称A的特征向量或A的本征向量。

参考资料百度百科-特征值

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