什么矩陣 一定可對(duì)角化 矩陣可對(duì)角化的判定方法
如何判斷一個(gè)矩陣是否可以相似對(duì)角化？如何判斷一個(gè)矩陣是否可對(duì)角化？為什么實(shí)對(duì)稱矩陣一定可以對(duì)角化？
本文導(dǎo)航
怎么判斷矩陣能不能對(duì)角化
找到一個(gè)矩陣，我們對(duì)這個(gè)矩陣進(jìn)行是否能夠?qū)腔呐袛?，我們暫且?duì)把這個(gè)定義成A矩陣
我們需要把上一步得到的結(jié)果進(jìn)行整理，結(jié)果是一個(gè)行列式。我們就直接按照行列式的展開(kāi)法則進(jìn)行展開(kāi)。
我們根據(jù)上一步最終的算式，得出這個(gè)算式的指，也就是這個(gè)行列式的特征根。
我們得到這個(gè)行列式的特征根之后需要做的就是對(duì)這兩個(gè)根進(jìn)行討論，然后求出來(lái)基礎(chǔ)解系，然后我們根據(jù)基礎(chǔ)解系來(lái)判斷是否能夠進(jìn)行對(duì)角化。
矩陣可對(duì)角化的判定方法
如果所有特征根都不相等，絕對(duì)可以對(duì)角化，有等根，只需要等根（也就是重特征值）對(duì)應(yīng)的那幾個(gè)特征向量是線性無(wú)關(guān)的，那么也可以對(duì)角化，如果不是,那么就不能了。
矩陣于電路學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和量子物理中都有應(yīng)用；計(jì)算機(jī)科學(xué)中，三維動(dòng)畫(huà)制作也需要用到矩陣。 矩陣的運(yùn)算是數(shù)值分析領(lǐng)域的重要問(wèn)題。
將矩陣分解為簡(jiǎn)單矩陣的組合可以在理論和實(shí)際應(yīng)用上簡(jiǎn)化矩陣的運(yùn)算。對(duì)一些應(yīng)用廣泛而形式特殊的矩陣，例如稀疏矩陣和準(zhǔn)對(duì)角矩陣，有特定的快速運(yùn)算算法。
擴(kuò)展資料：
矩陣在物理學(xué)中的另一類泛應(yīng)用是描述線性耦合調(diào)和系統(tǒng)。這類系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程可以用矩陣的形式來(lái)表示。
用力矩陣乘以位移向量來(lái)刻畫(huà)相互作用。求系統(tǒng)的解的最優(yōu)方法是將矩陣的特征向量求出（通過(guò)對(duì)角化等方式）。
這種求解方式在研究分子內(nèi)部動(dòng)力學(xué)模式時(shí)十分重要：系統(tǒng)內(nèi)部由化學(xué)鍵結(jié)合的原子的振動(dòng)可以表示成簡(jiǎn)正振動(dòng)模式的疊加 。描述力學(xué)振動(dòng)或電路振蕩時(shí)，也需要使用簡(jiǎn)正模式求解 。
參考資料來(lái)源：百度百科-矩陣
什么樣的矩陣是可對(duì)角化的
實(shí)對(duì)稱矩陣一定可以對(duì)角化，因?yàn)橄嗨茖?duì)角化的充要條件是n階方陣A有n個(gè)線性無(wú)關(guān)的特征向量，充分條件是A有n個(gè)不同的特征值，而n個(gè)不同的特征值一定對(duì)應(yīng)n個(gè)線性無(wú)關(guān)的特征向量，實(shí)對(duì)稱矩陣n重特征值對(duì)應(yīng)n個(gè)線性無(wú)關(guān)的特征向量，所以實(shí)對(duì)稱矩陣一定可以對(duì)角化。
擴(kuò)展資料：
實(shí)對(duì)稱矩陣的性質(zhì)：
1、實(shí)對(duì)稱矩陣A的不同特征值對(duì)應(yīng)的特征向量是正交的。
2、實(shí)對(duì)稱矩陣A的特征值都是實(shí)數(shù)，特征向量都是實(shí)向量。
3、n階實(shí)對(duì)稱矩陣A必可對(duì)角化，且相似對(duì)角陣上的元素即為矩陣本身特征值。
4、若λ0具有k重特征值，必有k個(gè)線性無(wú)關(guān)的特征向量，或者說(shuō)必有秩r(λ0E-A)=n-k，其中E為單位矩陣。
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