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可对角化矩阵权威发布_可对角化矩阵一定可逆吗(2024年12月精准访谈)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：观点更新日期：2024-12-02

可对角化矩阵

线性代数笔记：Jordan分解与线性变换 𐟓笔记整理：矩阵的基本性质矩阵的转置：A^T = (A^T)^T 矩阵的逆：如果A可逆，则存在B使得AB = BA = I，称A为可逆矩阵矩阵的秩：秩是矩阵行或列的最大线性无关组的元素个数矩阵的行列式：det(A) = 0当且仅当A不可逆矩阵的迹：tr(A) = ∑a_ii，即对角线元素之和矩阵的逆可逆矩阵的条件：A可逆当且仅当A的行列式不为0 求逆矩阵的方法：通过初等行变换将A变为单位矩阵，同时记录变换矩阵B，则B是A的逆矩阵线性方程组齐次线性方程组：Ax = 0有解当且仅当r(A) < n 非齐次线性方程组：Ax = b有解当且仅当r(A) = r(A|b) 线性相关与线性无关线性相关：向量组中存在不全为0的数使得线性组合为0 线性无关：向量组中不存在不全为0的数使得线性组合为0 向量的内积与正交内积：aⷢ = |a||b|cos正交：aⷢ = 0当且仅当a与b正交正交基：由正交向量组成的向量组称为正交基施密特正交化方法：将一组线性无关的向量正交化正定矩阵与特征值正定矩阵：A为正定矩阵当且仅当A的特征值全大于0 特征值与特征向量：Ax = ，𘺁的特征值，x为对应的特征向量相似矩阵与对角化相似矩阵：A~B当且仅当存在可逆矩阵C使得B = CAC^-1 对角化条件：A可对角化当且仅当A有n个线性无关的特征向量 Jordan分解与若当型矩阵 Jordan分解：任意矩阵A都可以相似于一个Jordan块组成的矩阵J 若当型矩阵：J的每个Jordan块称为若当块，J称为若当型矩阵实对称矩阵的对角化实对称矩阵：A为实对称矩阵当且仅当A的特征值为实数实对称矩阵的对角化：A相似于对角阵，且正交相似于双对角阵二次型与慢性指数二次型：f(x) = xTAx，其中A为实对称矩阵慢性定理：任何实二次型都可以通过线性替换化为标准形，且标准形唯一。慢性指数p称为正惯性指数。正定二次型与正定矩阵正定二次型：f(x) > 0对于所有非零x成立，A为正定矩阵。正定条件：A的特征值全大于0，正惯性指数为n。合同与线性替换合同变换：X = CY，其中C可逆，则称为可通线性替换。合同条件：若AB合同，则存在可逆矩阵C使得B = CAC^-1。

秩为1的矩阵在数学中的应用秩为1的矩阵在数学和工程中有多种应用。以下是几个基本的应用示例： 𐟔 秩为1矩阵的性质秩为1的矩阵A满足以下性质： r(A)=1，即矩阵A的秩为1。矩阵A的各行（或列）成比例。矩阵A的迹（trace）tr(A)等于某个常数k。 𐟒ᠦ𑂧Ÿ驘𕧚„逆如果矩阵A是秩为1的矩阵，那么A的逆矩阵A"可以通过以下公式计算：A"=k^2I，其中I是单位矩阵，k是矩阵A的迹。 𐟌€ 求特征值对于秩为1的矩阵A，其特征值可以通过以下公式求得：k，其中k是矩阵A的迹。 𐟔’ 判别矩阵是否可对角化如果矩阵A是秩为1的矩阵，那么当k≠0时，A可以对角化；否则，A不可对角化。 𐟔砥求实对称矩阵如果三阶实对称矩阵A的秩为2，且存在二重特征值𜌩‚㤹ˆ可以通过以下步骤反求矩阵A：计算特征向量’Œ€‚ 根据特征向量的正交性，求得特征值对应的特征向量。根据特征值和特征向量，构建矩阵A。这些应用示例展示了秩为1的矩阵在数学和工程中的重要性，通过这些方法可以大大简化计算。

如何求矩阵的最小多项式？两种方法详解大家好！今天我们来聊聊如何求一个矩阵的最小多项式。这个问题在高等代数中可是个大问题，但别担心，我会尽量讲得简单明了。方法一：快速但计算量大 𐟚€ 首先，最直接的方法就是利用矩阵的特征多项式。具体步骤如下：找到矩阵的特征值。计算特征多项式，也就是行列式 |A - |。通过因式分解，找到最小多项式。这个方法虽然快，但矩阵阶数越大，计算量也越大。所以，如果你时间有限，可以考虑其他方法。方法二：利用若尔当标准形 𐟐Ž 另一种方法是利用若尔当标准形来寻找最小多项式。具体步骤如下：找到矩阵的特征值和对应的特征向量，构建若尔当标准形。利用若尔当标准形中的特征多项式，找出最小多项式。这个方法虽然稍微复杂一点，但可以从若尔当标准形中直接看出矩阵的可对角化条件，也就是最小多项式可以分解为互素的一次因子乘积。例题解析 𐟓 已知矩阵 A = [0 4; 1 2]，它有一个二重特征值 = 1。我们可以通过以下步骤来求最小多项式：求特征多项式：|A - | = (x - 1)^2。因式分解：最小多项式为 (x - 1)^2。如果 A 的最小多项式可以分解为互素的一次因子乘积，那么 A 是可对角化的。在这个例子中，最小多项式就是 (x - 1)^2，所以 A 是可对角化的。小结 𐟓 求矩阵的最小多项式有两种方法：一种是快速但计算量大，另一种是利用若尔当标准形。无论哪种方法，都需要一定的数学基础和耐心。希望这篇文章能帮到你，祝你学习顺利！

秩一矩阵一定可以相似对角化吗期末考试即将来临，真是让人心生焦虑。最近的学习真是让人头大，尤其是矩阵的相似和对角化部分。𐟘“ 首先，我们回顾了一下矩阵相似的知识点。A矩阵和B矩阵相似，意味着它们的转置、逆矩阵、伴随矩阵以及多项式也都相似。张老师特别提到了这一点，除了转置不同外，其他手段都是相同的。复习了一下伴随矩阵的概念，它和逆矩阵的关系真是紧密，两个人只差一个数。接下来是对角化部分。虽然听起来很高大上，但其实并没有新的东西。A矩阵可相似对角化，最终其实就是n阶矩阵A有n个线性无关的特征向量。对角化的手段就是A自己的特征向量，结果的对角阵的元素就是A的特征值。最后写出来的式子需要一一对应满足Aš„配对关系，构成一定不能错。然后就是四个结论，两个充要条件和两个充分条件。挑一个重要的复盘一下就是：如果能对角化k重特征值，必须对应k个线性无关的特征向量。最近虽然理论学了不少，但题目做得少，光懂了理论还不够。实践出真知，后面肯定会有一个痛苦的做题过程等着我。加油吧！𐟒ꀀ

华科2023年高等工程数学试卷考点解析 𐟓 选择题：可逆概念的理解可对角化概念的理解线性方程组Jacobi/Gauss-Seidel迭代方法的收敛性判别迭代法的稳定性判断抽样分布的几个定理统计量中无偏性概念的辨别 𐟖‹️ 填空题： Hermite插值多项式满秩分解求cosx的一次最佳一致逼近给定数值求积公式形势下的代数精度矩阵的二范数极大似然估计法 𐟓 解答题：线性空间基的证明及线性空间的变换在不同基下的矩阵表示 Jordan标准型及e^At的求解 Gauss-Legendre和Gauss-Chebyshev两点求积公式（需对积分区间进行变换）方程零点存在性证明及迭代法解方程的收敛性证明数据的最小二乘拟合已知正态分布的均值和方差，求样本均值的单侧假设检验和样本方差的双侧假设检验

数一145+复习心得：线代部分复盘 𐟔姺🤻㧉𙥾值和特征向量部分为什么存在n个不同特征值就能相似对角化？为什么存在n个不相关的特征向量就能相似对角化？（这个可以当做结论）含有重根特征值时，为什么k和解系的数目相同可以对角化？实对称矩阵为什么一定可以相似对角化，而且实对称矩阵的特征向量之间还是相互正交的关系？矩阵不可相似对角化时，矩阵的秩和特征值之间的关系？（例如：如果特征值存在0？）为什么相似前后特征值不改变？为什么特征值的和为迹？（运用韦达定理） ’Œ𙋩—𔧉𙥾值和特征向量和正交最后的结果之间的关系？他们在0和不为0的时候分别具有怎样的关系呢？ 𐟔姛𘤼𜧟驘𕥉后的特征值和特征向量的关系。什么时候仅仅是特征值有关系而特征向量没有关系？什么时候是特征向量也有关系？什么时候可以根据正交性来求一些未知的特征向量？几类曲面之间的推导和他们的系数的关系。（比如特征值是两个＞0，一个＝0）几个向量相互正交和判断他们的相关性之间存在怎么样的关系？ 𐟔妖𙧨‹组部分横着写和竖着写的矩阵的秩之间有什么关系。和拉普拉斯公式的关系？含参数问题我们的思考，无解，唯一解，无穷解之间我们该怎么样保证不会拉下一种情况？把方程部分问题和高数的向量和空间部分联立起来。存在公共解的几种情况是怎么样的？各自怎么分析？线性相关和线性无关的几种常用方法。 𐟔姟驘𕊧Ÿ驘𕨡Œ列向量和最终相乘后的关系是怎样的（存在可逆或者不存在可逆时候行列之间的相互表出关系）在含有增广矩阵的时候这种关系又会发生怎么样的变化？试根据方程的角度谈一谈。在求递推关系的时候有哪些题型和易错点？根据你做过的题谈一谈。（递推关系是强化阶段的重点，基础阶段不用太深入。）正交矩阵和伴随矩阵之间能有怎么样的命题角度？（aij ＝ Aij） 𐟔夸Š课的讲义中的二级结论有哪些重要的，经常用的，你还能记起来吗？谈谈什么时候可以用？

「考研数学」「考研」「数学」两个不可相似对角化的矩阵的相似问题判断两个不可相似对角化的矩阵是否相似在2018年真题中有考过（图二）但如何求对应的可逆矩阵P，还没有考过，大家可以注意一下。图三的题目有铺垫，还比较好想，注意第三问求克塞3时，出现无解的情况应该怎么办？（见图七、图八）

为什么不是所有的矩阵都可以对角化？为什么这个不对称矩阵的二次型对应的对称矩阵的正交变换不能把这个不对称矩阵也对角化？有人吗？我知道这个问题看上去很弱智，但我是真的不懂还有，从二次型的角度来说，为什么这个正交换元不能把非对称矩阵变成配方后的标准型。

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