怎么判断两个矩阵是否同阶

怎么判断两个矩阵是否同阶,第1张

首先,如果|A|=0或者|B|=0, |AB|=0必然成立,反之依然

所以只要证明AB满秩的情况

首先容易证明:当A或B为初等阵时等式成立;

由于满秩阵都可以由初等阵化来,所以可以写成

A=P1P2P3PnA0Q1Q2Qm,其中A0为A的对角化标准阵,易知|A0B|=|A0||B|,所以

|AB|=|P1P2P3PnA0Q1Q2QmB|

=|P1||P2||P3||Pn||A0Q1Q2QmB|

=|P1||P2||P3||Pn||A0||Q1||Q2||Qm||B|

=|A||B|

补充:|A0|=|A|,初等阵的行列式=1

若同阶矩阵A B的特征值之一分别为x ,y那么A+B的特征值是不是有一个为x+y

答:

特征值的个数不一定只有一个,故一般说A的特征值之一为x,或x是A的一个特征值,或x是A的特征值之一。因此我将题目略作了修改,同意不?

如果它们有A的特征值x对应的特征向量与B的特征值y对应的特征向量相同,比如都是ξ,

那么 Aξ=xξ,B=yξ,此时(A+B)ξ=(x+y)ξ,此时A+B有特征值x+y,对应的特征向量还是ξ

其它情况就不好说了。。。

后来,电灯剑客先生提醒我说是不一定。其实我也正是因为没有进一步找出例子,也没有再深入分析,所以就说不好说。下面略分析一下。

不妨以二阶矩阵为例,令

A=

a1,b1;

a2,b2

B=

c1,d1;

c2,d2

由已知,

|xE-A|=xx-tr(A)x+det(A)=0

|yE-B|=yy-tr(B)y+det(B)=0

注:这里tr(A)是A的主对角线元素和,即tr(A)=a1+b2

分析|(x+y)E-(A+B)|=

(xx+yy+2xy)-(tr(A)+tr(B))(x+y)+det(A)+det(B)+det{a1,d1;a2,d2}+det{c1,b1;c2,b2}

=0+0+2xy-tr(A)y-tr(B)x+det{a1,d1;a2,d2}+det{c1,b1;c2,b2}

易见它可能等于0,也可能不等于0

故A+B不一定有特征值x+y,即可能有也可能没有。

或者说,x+y可能是A+B的特征值,也可能不是。

题二:设A,B分别是n阶正定矩阵,那么A+B是否是正定矩阵。

解:据定义,在复数范围内,

A为n阶的正定矩阵(有时简称为正定阵)<=>对于任一n维列向量x,都有x[H]Ax>0,

于是,依题意,x[H]Ax>0,x[H]Bx>0,相加得:x[H](A+B)x>0 ,即证A+B也为正定矩阵。

注1:此处,x[H]表示向量x的共轭转置,亦称为Hemite转置,此概念已涵盖实向量的转置。

因为在实数范围内,数的共轭等于自身,故实向量x的共轭转置即是x的转置。

注2:同理,复数范围内的正定矩阵定义,已经涵盖的实数范围内的正定矩阵的定义。

注3:A[H]=A,即矩阵A的共轭转置等于自身,则称为对称自共轭矩阵,共轭对称矩阵,或Hemite矩阵。故Hemite矩阵,已经涵盖了实对称矩阵的定义。

注4:正定矩阵的特征及性质

定理1:共轭对称阵A为正定的充分必要条件是:A的特征值全为正。

定理2:共轭对称阵A为正定的充分必要条件是:A的各阶顺序主子式都为正。

定理3:任意阵A为正定的充分必要条件是:A合同于单位阵。

定理4:任意阵A为正定的充分必要条件是:A的逆阵也是正定矩阵。

正定矩阵的性质:

1正定矩阵一定是非奇异的,即det(A)或记为|A|≠0。

2正定矩阵的任一主子矩阵也是正定矩阵。

3若A为实对称正定矩阵,则存在唯一的主对角线元素都是正数的下三角阵L,使得A=LL′,此分解式称为 正定矩阵的乔列斯基(Cholesky)分解。这里L'表示转置。

注:正定矩阵之于矩阵,相当于正数之于数。矩阵的Cholesky分解,相当于数的开平方。

外一则:

B为对称矩阵,E为单位矩阵。则存在充分大的正实数a,使得aE+B为正定矩阵。

另有性质待考:

3++若A为共轭对称正定矩阵,则存在唯一的主对角线元素都是正数的下三角阵L,使得A=LL[H],此为 共轭对称正定矩阵的乔列斯基(Cholesky)分解。这里L[H]表示L的共轭转置。

首先说“阶”,如果矩阵说阶,就一定是对于方阵而言,即矩阵的行数和列数一样多那么方阵有多少行或多少列,就称为多少阶矩阵例如A=1 2 32 2 13 2 2是一个3阶矩阵同阶矩阵则是指两个矩阵,如果他们的阶数相同,就称为同

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