可逆的含义
定义: 单位矩阵E经过一次初等变换得到的矩阵叫初等矩阵
解读:经过一次行变换或者一次列变换的矩阵
定理: 矩阵A可逆的充要条件是A=P₁P₂P₃P₄…
解读:一个复杂矩阵可以被拆解成无限多个的简单矩阵的乘积,而每个简单矩阵都接近于单位矩阵
内在联系
综上,可以得出一条关系线,即:可逆矩阵-》初等矩阵-》单位矩阵
所以,可逆矩阵非零行的行数一定等于单位矩阵非零行个数,即r(A)=r(E)
可逆矩阵的行列式
单位矩阵每一行都有一个元素“1”,所以行列式不可能为0;
∵|E|≠0,∴可逆矩阵|A|≠0
相似的含义
定义: 矩阵A、B都是n阶矩阵,若存在可逆矩阵P使的 P¹AP=B,则A~B
解读:矩阵A可以变换成矩阵B,并且这个变换过程可以归结到单位矩阵
相似对角化
正向: 原始矩阵A-》变换P-》矩阵B-》对角矩阵-》特征值、特征向量
定理:两矩阵相似,则两矩阵多项式、特征值均相同
推论:矩阵与对角矩阵相似,则对角矩阵主对角线上的元素是矩阵的特征值
∴ 如果求出了特征值,那么这个对角矩阵也就跟着求出
逆向:原始矩阵A《-变换P《-矩阵B《-对角矩阵《-特征值、特征向量
定理:如果有n个线性无关的向量,则矩阵可以被相似对角化
推论:如果有n个不相等的特征值,则矩阵可以被相似对角化
对阵矩阵对角化
方向:对称矩阵-》变换矩阵P-》对角矩阵-》特征值、特征向量
定理:对称矩阵的特征值都是实数
不相等的特征值 对应的特征向量之间 两两正交
对称阵 一定可以 通过正交变换得到对应的相似对角阵
推论:相等的特征值 对应的特征向量之间 线性无关,这些特征向量需要单位化、正交化 才可以成为变换矩阵P里的 列向量