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线性代数 · 第五章 特征值与特征向量 · 5.2 矩阵的相似对角化

相似矩阵与可对角化

相似矩阵表示同一个线性变换在不同基下的矩阵,而对角化能把计算集中到各个特征值上。

若存在可逆矩阵 P 使 ,则 A 与 B 相似。若能选出 n 个线性无关的特征向量作为 P 的列,就有 ,其中 是由对应特征值构成的对角矩阵。n 阶矩阵有 n 个互异特征值是可对角化的充分条件。

开始自测

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 不用看公式,用一句话说明“相似矩阵与可对角化”在解决什么问题?

提示:先回到页面顶部的一句话理解。

2. 做相关题目前,最容易遗漏的检查是什么?

提示:把 P-1AP 的顺序写成 PAP-1

3. 这一个点与后续学习有什么关系?

提示:想一想它提供的是定义、工具还是判断条件。

图形化理解

线性变换:一般方向与稳定方向

矩阵会整体改变网格。一般向量会转向;特征向量所在方向在变换前后保持共线,只改变长度或反向。

关键公式

  • 相似关系:
  • 对角化:
  • P 的列:

常见易错点

  • 把 P-1AP 的顺序写成 PAP-1
  • 认为有特征值就一定可对角化,忽略需要足够多的无关特征向量
  • 把相似误认为两个矩阵必须逐项相等