线性代数,请问对角化和相似对角化有什么区别,谢谢
对角化和相似对角化是没有区别的,取对角化矩阵的时候,在满足特征值分别可取与原矩阵阶数相同的特征向量时,该对角矩阵即与原矩阵相似,所以说这两个其实是同一件事的不同说法。
相似是一种等价关系,对角化相当于对一类矩阵在相似意义下给出了一种简单的等价形式,这对理论分析是方便的。相似的矩阵拥有很多相同的性质,比如特征多项式,特征根,行列式……如果只关心这类性质,那么相似的矩阵可以看作没有区别的,
这时研究一个一般的可对角化的矩阵,只要研究它的标准形式,一个对角矩阵就可以了。而对角矩阵是最简单的一类矩阵,研究起来非常方便。这个过程相当于在一个等价类中选取最顺眼的元素研究。
扩展资料:
对角矩阵是指只有主对角线上含有非零元素的矩阵,即,已知一个n×n矩阵 ,
如果对于 ,则该矩阵为对角矩阵。如果存在一个矩阵 ,使 的结果为对角矩阵,则称矩阵 将矩阵 对角化。
对于一个矩阵来说,不一定存在将其对角化的矩阵,但是任意一个n×n矩阵如果存在n个线性不相关的特征向量,则该矩阵可被对角化。
矩阵相似于对角矩阵的条件
充要条件
n阶矩阵A相似于对角矩阵的充要条件是A有n个线性无关的特征向量。
证明过程:
(1)必要性。
设有可逆矩阵P,使得
令矩阵P的n个列向量为 ,则有
因而 ,因为P为可逆矩阵,所以 为线性无关的非零向量,它们分别是矩阵A对应于特征值 的特征向量。
(2)充分性。
由必要性的证明可见,如果矩阵A有n个线性无关的特征向量,设它们为 ,对应的特征值分别为 ,则有 ,
参考资料:对角化_百度百科