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相似矩阵之间究竟什么关系?

熊市收息 354

前言:

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线性代数里面相似矩阵的定义是说,一个矩阵A,另一个矩阵B,如果A和B是相似矩阵,则必存在一个可逆矩阵M,是的A和B满足下列关系

B=M'*A*M(即M逆乘以A乘以M)

那么这么一个定义显然不容易看不出A和B的特殊关系,既然是相似矩阵,A和 B 之间总得有点不一样的关系吧?

这个不一样的关系就是A和B拥有同样的特征值,设为L(实际教科书里是兰姆达,但是不好输入,这里用L代替。)

证明的方法很巧妙:

特征值和特征向量和矩阵的关系是这样:

设x是矩阵A的特征向量,则 A*x=L*x, L是个数值,x是一个向量,A是个矩阵。

如果B是A的相似矩阵,L也是B的特征值。

第一步: A*M*M'*x=L*x 左侧加入M*M'=I 等于什么也没加入。

第二部:等式两边左乘M' M'*A*M*M'*x=L*M'*x

第三部: 带入B, B*M'*x=L*M'x M'*x是一个向量,根据特征值和特征向量的关系,则L是B的一个特征值,而M'*x是B的一个特征向量。

所以,A和B拥有共同的特征值,而对应该特征值的,B的特征向量x(b)=M'*x(a).

标签: #如何判定相似矩阵 #怎么看相似矩阵