用A'表示A的转置
A在v方向上最长 A'在Av方向上最长?
计算内积
|Av|^2==v'A'Av
(A'A)'=A'A,所以A'A是实对称矩阵,可以对角化。
设A'A=P'XP
P是正交矩阵
X是除了对角线其他地方是0。
|Av|^2==v'A'Av=v'P'XPx=(Pv)'X(Pv)
X是对角线为x,y,,,,,z的矩阵。
注意到:
0=v'A'Av=v'P'XPx=(Pv)'X(Pv)
所以x,y,,,,,z都是非负。
而且x,y,..,z是A'A的特征值
|u'A|=|(u'A)'|=|A'u|
|A'u|^2==u'AA'u
因为矩阵AB与矩阵BA有相同的特征值
所以矩阵AA'与矩阵A'A有相同的特征值
AA'=Q'XQ
所以Qu=Pv
所以u=Q'Pv