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线性代数 · 第五章 特征值与特征向量 · 5.1 特征值与特征向量的概念与计算

特征多项式、迹与行列式

特征多项式的根给出特征值,而特征值的和与积分别连接到矩阵的迹和行列式。

对 阶矩阵,特征方程 的根(按代数重数计)是特征值。它们的和等于 ,积等于 。这些关系适合用于检验计算、快速排除选项,但不能单独替代求特征向量。

开始自测

学完要会什么

能从特征多项式得到特征值,并用迹与行列式核对特征值的和与积。

做题前先检查

  • 迹与行列式关系中的特征值要按代数重数重复计算。
  • 该关系针对方阵;非方阵没有完整的特征多项式与行列式。
  • 和与积正确不代表每个特征值都已完全确定。

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 特征向量经过变换后,什么保持不变?

提示:不是长度,而是所在直线。

2. 求特征值为什么要令 |A-λI|=0?

提示:要让齐次方程有非零解。

3. 算完特征值后,下一步是什么?

提示:回到对应的齐次方程。

关键公式

  • 特征方程:
  • 迹:
  • 行列式:

常见易错点

  • 遗漏重根在和与积中的重复次数
  • 把迹误写成所有矩阵元素之和
  • 只用迹和行列式就断言已经找全特征向量