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Q不是必须要单位化。这个答案是这样做的:在求特征值-2的特征向量时用到一个定理:实对称矩阵对应于不同特征值的特征向量是正交的。这样就求出了-2的特征向量,现在三个特征值的特征向量都有了,把它们按列拼成矩阵Q,根据特征值和特征向量的定义,当x是A的特征值a的特征向量时,就有Ax=ax成立,因此计算可得AQ=QT,其中T为图中的对角矩阵diag(1,4,-2)。这就是图中
成立的原因,仅仅是用了特征值和特征向量的定义而已,根据这个式子就能算出A了,可以不用将Q单位化成正交矩阵。如果把Q单位化成正交矩阵,好处就是不用费力计算Q的逆了,因为正交矩阵的逆就等于它的转置。是否把Q单位化成正交矩阵,取决于你想怎么做。如果单位化,就不用计算Q的逆,如果不单位化,就要计算Q的逆。
另外,求Q的逆就用一般的求逆方法就可以了,由于Q只有3阶,你可以用伴随矩阵法求它的逆,当然初等变换法也是可以的。具体方法最好去翻你的教材,不行的话参考下面的博客也是可以的:
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