線性代數筆記(特徵問題與矩陣相似)

2021-06-28 03:42:01 字數 1414 閱讀 7203

1)一元多項式,多項式,第i次項係數,常數項,首項,首項係數,n次多項式,零次多項式,零多項式,多項式相等,多項式的加減

2)多項式的向量表示法:向量的元素代表多項式的係數,次數隱含在元素的順序上,比如f(x)=x^2+2x+1 可表示為(1,2,1).n次多項式是乙個具有n+1個分量的向量.

3)多項式整除,復根,根,零點,實根,重因式,重根,單因式,單根;n次多項式最多有n個不同的根;

4)代數基本定義:在複數域上,n次代數方程至少有乙個根;

5)在複數域上,f(x)總可以分解成k(x-c1)(x-c2)...(x-cn),而且唯一(不計因式順序)k等於首項係數的倒數;

6)在複數域上,n次多項式,恰好有n個根;如果兩個n次多項式僅相差乙個非零常數因子(對應成比例),則兩個多項式根完全一樣;

7)複數c是f(x)=0的根,則其共軛複數也是f(x)的根;奇次實係數多項式至少有乙個實根;

8)特徵值:v是數域k上的線性空間,t是v的線性變換,如果存在數λ0屬於k,非零向量α0屬於v,使得tα0=λ0α0成立,則稱λ0是t的特徵值;α0是t的屬於λ0的特徵向量;

9)線性變換的特徵值與它的矩陣的特徵值完全相同;相似矩陣的特徵值和特徵向量完全相同;

10)特徵矩陣,特徵多項式。λe-a為a的特徵矩陣,f(λ)=|λe-a|為a的特徵多項式;

11)λ0是n階矩陣a的特徵值的充要條件為λ0是a的特徵多項式f(λ)=|λe-a|的根;這個定理揭示了一條求矩陣a的特徵值和特徵向量的路徑;演算法可參見mymathlib.

12)特徵空間:a是n階矩陣,λ0是a的特徵值,則稱奇次線性方程組(λe-a)x=0的解空間為a屬於λ0的特徵空間;

13)矩陣特徵值的性質:

a)特徵值之和等於矩陣a的跡:λ1+λ2+...+λn=a11+a22+..+ann=tra(a):

b)|a|=λ1λ2...λn

c)|a|不等於0,則a和a的逆的特徵值互為倒數;

d)如果λ是a的特徵值,則λ^k是a^k的特徵值;

e)a和其轉置矩陣的特徵值相同;

14)n階矩陣相似於對角矩陣的充分必要條件是它有n個線性無關的特徵向量;

15)n階矩陣有n個不同的特徵值,則它一定相似於對角矩陣;對於複數域中,沒有重特徵值的n階矩陣一定相似於對角矩陣;

16)實對稱矩陣一定相似於對角矩陣;

17)λ矩陣,λ矩陣的初等變換,n階矩陣a的特徵矩陣(λe-a)一定等價於乙個對角形的λ矩陣;

18)初等因子:用λ矩陣的初等變換將a的特徵矩陣λe-a化為對角矩陣,再將各個對角元素分別分解成互不相同的一次因式方冪的乘積,則所有這些一次方冪稱為a的初等因子;

19)n階矩陣a和b相似的充分必要條件是他們的初等因子相同;

20)約當型矩陣,約當塊,約當標準形;

21)n階矩陣相似於對角矩陣的充要條件是a的初等因子全是一次的;



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