(1)是 A 的特征值 ↔ (建立方程求参数或证明行列式);
不是 A 的特征值 ↔ (矩阵可逆,满秩)
(1)ξ(≠0)是 A 的属于 的特征向量 ↔ ξ 是的非零解
① k 重特征值 λ 至多只有 k 个线性无关的特征向量
② 若,是 A 的属于不同特征值,的特征向量,则,线性无关
(3)若 是 A 的属于同一特征值 λ 的特征向量,则非零向量 仍是 A 的属于特征值 的特征向量。(常考其中一个系数(如)的情形)
(4)若 是 A 的属于不同特征值 的特征向量,则当时, 不是 A 的任何特征值的特征向量。(常考 的情形)
(5)设 是 A 的两个不同的特征值,是对应于的特征向量,则不是对应于的特征向量(即一个特征向量不能属于两个不同的特征值)。
A以及与A有关的常用矩阵的特征值和特征向量总结
设 A,B 是两个 n 阶方阵,若存在 n 阶可逆矩阵 P,使得 ,则称 A 相似于 B,记成 A~B。
(1)A~B;(反身性)
(2)若A~B,则B~A;(对称性)
(3)若A~B,B~C,则A~C;(传递性)
若 A ~ B,则
① |A| = |B|
② r(A) = r(B)
③ tr(A) = tr(B)
④ (或 |λE-A| = |λE-B|)
⑤ r(λE - A) = r(λE - B)
⑥ A,B 的各阶主子式之和分别相等
若 A~B,则 ~, ~ (其中 f(x) 是多项式)
若 A~B,且 A 可逆,则 ~, ~ (其中 f(x) 是多项式)
若 A~B,则 ~
若 A~B,则 ~
若 A~B,C~D,则
(1)是否是实对称矩阵,实对称矩阵必相似于对角矩阵;
(2)特征值是否都是实单根,若是,则相似于对角矩阵;
(3)特征值是 r 重根,若对应有 r 个线性无关的特征向量,则相似于对角矩阵;若对应的线性无关的特征向量少于 r 个(不可能多于 r 个),则不能相似于对角矩阵。
若存在可逆矩阵 P,使得 ,则 A~B
若A~Λ,Λ~B,则A~Β
若 A~B,则 r(A) = r(B),|A| = |B|,tr(A) = tr(B),λ_A = λ_B,r(λE - A) = r(λE - B),A,B 的各阶主子式之和分别相等
设 A 为 n 阶矩阵,若存在 n 阶可逆矩阵 P,使得 ,其中是对角矩阵,则称 A 可相似对角化,记 A ~ Λ,Λ称是 A 的相似标准型
① n 阶矩阵 A 可相似对角化 ↔ A 有 n 个线性无关的特征向量;
k重特征值入至多只有k个线性无关的特征向量;
② n 阶矩阵 A 可相似对角化 ↔ A 对应于每个 重特征值都有 个线性无关的特征向量
③ n 阶矩阵 A 有 n 个不同特征值 → A可相似对角化
④ n 阶矩阵 A 为实对称矩阵 → A可相似对角化
以上 ①,② 为 A 可相似对角化的充要条件;③,④为 A 可相似对角化的充分条件。
在已知 n 阶矩阵 A 可相似对角化的条件下,其基本步骤如下
(1)求 A 的特征值
(2)求 A 的对应于特征值 的特征向量
(3)令,则
需要注意的是,P 中特征向量 与 中特征值入对应,且 P 没有唯一性
若有可逆矩阵 P,使得,则
若,则 A 为对称矩阵,进一步,若组成 A 的元素都是实数,则 A 为实对称矩阵。
(1)A是实对称矩阵,则A的特征值是实数,特征向量是实向量;
(2)实对称矩阵A的属于不同特征值的特征向量相互正交;
(3)对任意的n阶实对称矩阵,存在 n 阶正交矩阵 Q,使得
是 A 的全部特征值。
(1)求 A 的特征值
(2)求 A 的对应于特征值 的特征向量
(3)将 正交化(若需要的话)、单位化为 ;
(4)令,则 Q 为正交矩阵,且
设 线性无关但不正交,令
则 正交