【线性代数】第五章 特征值和特征向量

发布时间 2023-08-23 20:11:25作者: SaTsuki26681534

1.特征值和特征向量

特征值和特征向量的定义:
对于n阶矩阵A,如果存在一个数λ以及非零n维列向量α,使得 Aα = λα 成立
则称λ是矩阵A的一个特征值。非零向量α是矩阵A属于特征值的一个特征向量

这个式子可以写成(λE-A)α = 0,α≠0,所以特征向量α可以说成这个齐次方程的非零解


特征多项式和特征方程的定义:
根据上面的定义:|λE-A|称为矩阵A的特征多项式
|λE-A| = 0称为A的特征方程。(这个方程是关于特征值λ的)

求矩阵的特征值和特征向量的方法:
方法1:用定义法,根据Aα = λα推理分析,应该只适用于比较简单和特殊的情况,或者题目中有给出其他条件
方法2:用特征方程法,先由特征方程|λE-A| = 0解出所有的特征值λ,再根据特征向量的性质,将求出的特征值代入|λE-A| x= 0中,求出这个齐次线性方程的基础解系,求出的解即为矩阵A属于特征值λ的线性无关的特征向量。

关于特征值和特征向量的定理:
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定理1:同一个矩阵的不同特征值对应的特征向量之间相互线性无关。
定理2:矩阵的所有特征值的累加和等于其主对角线元素累加和。矩阵的行列式值等于其所有特征值累乘的结果。

另外补充一条:
对于矩阵A关于同一个特征值的所有特征向量,则由这些特征向量线性表出的所有非零向量也是矩阵A关于此特征值的特征向量。

关于特征值的两条性质:
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