Question

哪位高手帮忙证明一下线性代数里一条定理，n阶方阵A可对角化的充分必要条件是A有n个线性无关的特征向量。

就是主要是证明它的充分性，最好是能证完整。附带问一个，n阶矩阵有多少个特征值？（重根也算）我觉得有n个，但不大有把握。

谢谢！

Answer 1

[证明] 充分性：已知A具有n个线性无关的特征向量X1，X2，……，则AXi=入iXi i=1,2,……,n
A[X1 X2 ……Xn]=[入1X1 入2X2 ……入nXn]
=[X1 X2 ……Xn]*
X1，X2，Xn线性无关，故P=[X1 X2 Xn]为满秩矩阵，令V=*，则有AP=PV
V=AP/P
必要性：已知存在可逆方阵P，使
AP/P=V=*
将P写成列向量P=[P1 P2 Pn] Pn为n维列向量
[AP1 AP2……APn]=[入1P1 入2P2……入nPn]
可见，入i为A的特征值，Pi为A的特征向量，
所以，A具有n个线性无关的特征向量。

注：因为上面的过程是我自己手工打上去的，好多符号百度都打不出来，将就能看懂就好，其中*表示的是一个n阶对角矩阵，对角线上的矢量分别为入1，入2……入n

n阶矩阵在复数范围内，一定有n个特征值（重特征值按重数计算个数），从这个意义上说，矩阵的特征值个数与矩阵的阶数是有关系的。n阶矩阵在实数范围内有多少个特征值就不一定了。
但是有一个重要的结论需要知道：n阶实对称矩阵一定有n个实特征值（重特征值按重数计算个数）。

Answer 2

不用了吧！高数中有它的证明！有2种方法！你去图书馆就能找到！或者 去新华书店看看