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文档简介

用相似变换将实对称阵的对角化,4实对称阵的相似矩阵,下页,并不是任何矩阵都能进行相似对角化,但实对称矩阵一定能够相似对角化,本节通过总结实对称矩阵的几个特征,说明它一定能相似对角化。,证,定理6,上页,下页,返回,定理5实对称阵的特征值是实数。,定理7设A为n阶对称阵,是A的特征方程的r重根,则方阵AE的秩R(AE)=nr,从而对应特征值恰有r个线性无关的特征向量。,定理8设A为n阶实对称阵,则必有正交阵P,使P1AP=,其中是以A的n个特征值为对角元素的对角阵。,证设A的互不相等的特征值为1,2,s,它们的重数依次是r1,r2,rs(r1+r2+rs=n).,上页,下页,返回,根据定理5及定理7知,对应特征值i(i=1,2,s),恰有ri个线性无关的实特征向量,把它们正交并单位化,即得ri个单位正交的特征向量,由(r1+r2+rs=n),知这样的特征向量共可得n个。,按定理6知,对应于不同的特征值的特征向量正交,故这n个单位特征向量两两正交。于是以它们为列向量构成的矩阵P是正交阵,并有,其中对角阵的对角元素含r1个1,rs个s,恰是的n个特征值。,上页,下页,返回,解,例11,上页,下页,返回,上页,下页,返回,上页,下页,返回,于是得正交阵,上页,下页,返回,综上所述,求正交矩阵P,使,成为对角矩阵,的具体步骤如下:,(1).求A的特征值;(2).求A的特征值对应的n个线性无关的特征向量;(3).将重特征值所对应的特征向量正交化,连同单特征值所对应的特征向量一起就得到两两正交的特征向量;(4).将(3)中n个特征向量单位化,得到n个两两正交的单位特征向量;(5).以这些特征向量作为列向量的矩阵就是所求的正交矩阵,且有,上页,下页,返回,注意:(1).对角矩阵的对角元要与P的列向量按顺序排列;(2).在求重特征值的特征向量时,应尽可能避免正交化过程。即求解齐次线性方程组,的基础解系时,取两两正交的基础解系。,上页,下页,返回,Ex.8,设矩阵,求一个正交矩阵P,使,为对角矩阵。,解,上页,下页,

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