小伙伴们关心的问题:矩阵相似什么意思,或者矩阵相似什么意思举个例子的知识,本文通过数据整理汇集相关信息,希望对各位有所帮助。
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矩阵相似与矩阵合同有什么区别
相似,p^(-1)AP=B, 则称A相似B;合同, XT AX=B,则称A,B合同;简而言之,相似就是两个矩阵经过初等变换能从A变到B,此时有相同的秩,特征值;合同就是两个矩阵有相同的正负惯性指数来进行判断。
扩展资料:
在线性代数,特别是二次型理论中,常常用到矩阵间的合同关系。两个矩阵A和B是合同的,当且仅当存在一个可逆矩阵 C,使得C^TAC=B ,则称方阵A合同于矩阵B.
一般在线代问题中,研究合同矩阵的场景是在二次型中。二次型用的矩阵是实对称矩阵。两个实对称矩阵合同的充要条件是它们的正负惯性指数相同。由这个条件可以推知,合同矩阵等秩。
相似矩阵与合同矩阵的秩都相同。
合同矩阵:设A,B是两个n阶方阵,若存在可逆矩阵C,使得;则称方阵A与B合同,记作 A≃B。
在线性代数,特别是二次型理论中,常常用到矩阵间的合同关系。一般在线代问题中,研究合同矩阵的场景是在二次型中。二次型用的矩阵是实对称矩阵。两个实对称矩阵合同的充要条件是它们的正负惯性指数相同。由这个条件可以推知,合同矩阵等秩。
对于
设A,B和C是任意同阶方阵,则有:
(1)0反身性:A~ A
(2)对称性:若A~ B,则 B~ A
(3)传递性:若A~ B,B~ C,则A~ C
(4)若A~ B,则r(A)=r(B),|A|=|B|,tr(A)=tr(B)。
(5)若A~ B,且A可逆,则B也可逆,且B~ A。
(6)若A~ B,则A与B
定理1
n阶矩阵A与对角矩阵相似的充分必要条件为矩阵A有n个线性无关的特征向量。
注: 定理的证明过程实际上已经给出了把方阵对角化的方法。
若矩阵可对角化,则可按下列步骤来实现:
(1) 求出的全部特征值;
(2)对每一个特征值,设其重数为k,则对应齐次方程组的基础解系由k个向量构成,即为对应的线性无关的特征向量;
(3)上面求出的特征向量恰好为矩阵的各个线性无关的特征向量。
推论1
若n阶矩阵A有n个相异的特征值,则A与对角矩阵相似。
对于n阶方阵A,若存在可逆矩阵P, 使其为对角阵,则称方阵A可对角化。
定理2
n阶矩阵A可对角化的充要条件是对应于A的每个特征值的线性无关的特征向量的个数恰好等于该特征值的重数,即设是矩阵A的重特征值。
定理3
对任意一个n阶矩阵A,都存在n阶可逆矩阵T使得即任一n阶矩阵A都与n阶约当矩阵J相似。
参考资料:百度百科-合同矩阵 百度百科-相似矩阵
两矩阵相似有什么结论?
两矩阵相似有:特征值是相同的,行列式也是一样的,相似就合同,两个矩阵主对角线的和是一样的。如果矩阵相似,那么其代表的就是不同坐标系(基)的同一个线性变换。
可以得出:=正负惯性指数相同=正惯性指数,秩相同=秩相同特征值是相同的,行列式也是一样的,相似就合同,两个矩阵主对角线的和是一样的。如果矩阵相似,那么其代表的就是不同坐标系(基)的同一个线性变换。
几何光学:
采用近轴近似(英语:paraxial approximation),假若光线与光轴之间的夹角很小,则透镜或反射元件对于光线的作用,可以表达为2×2矩阵与向量的乘积。这向量的两个分量是光线的几何性质(光线的斜率、光线跟光轴之间在主平面。
这矩阵称为光线传输矩阵(英语:ray transfer matrix),内中元素编码了光学元件的性质。对于折射,这矩阵又细分为两种:“折射矩阵”与“平移矩阵”。折射矩阵描述光线遇到透镜的折射行为。平移矩阵描述光线从一个主平面传播到另一个主平面的平移行为。
矩阵相似的概念和矩阵等价的概念有什么异同?
一、矩阵等价、相似和合同之间的区别:
1、等价,相似和合同三者都是等价关系。
2、矩阵相似或合同必等价,反之不一定成立。
3、矩阵等价,只需满足两矩阵之间可以通过一系列可逆变换,也即若干可逆矩阵相乘得到。
4、矩阵相似,则存在可逆矩阵P使得,AP=PB。
5、矩阵合同,则存在可逆矩阵P使得,P^TAP=B。
6、当上述矩阵P是正交矩阵时,即P^T=P^(-1),则有A,B之间既满足相似,又满足合同关系。
二、矩阵等价、相似、合同之间联系:
1、矩阵等秩是相似、合同、等价的必要条件,相似、合同、等价是等秩的充分条件。
2、矩阵等价是相似、合同的必要条件,相似、合同是等价的充分条件。
3、 矩阵相似、合同之间没有充要关系,存在相似但不合同的矩阵,也存在合同但不相似的矩阵。
4、总结起来就是:相似=等价,合同=等价,等价=等秩。
扩展资料:
矩阵等价:
1、同型矩阵而言。
2、一般与初等变换有关。
3、 秩是矩阵等价的不变量,其次两同型矩阵相似的本质是秩相等。
矩阵相似:
1、针对方阵而言。
2、秩相等是必要条件。
3、本质是二者有相等的不变因子。
矩阵合同:
1、针对方阵而言,一般是对称矩阵。
2、秩相等是必需条件。
3、本质是秩相等且正惯性指数相等,即标准型相同。
通过上述的对比可知,等价关系是三种关系中条件最弱的,合同与相似是特堵的等价关系,若两个矩阵相似或合同,则这两个矩阵一定等价,反之不成立,相似与合同不能互相推导,但是如果两个实对称矩阵式相似的,那一定是合同的。
参考资料:
等价矩阵-百度百科
合同矩阵-百度百科
相似矩阵-百度百科
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