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n階矩陣一定有n個特征值嗎?

2023-04-15 09:02:35文/劉冬晴

n階矩陣有n個特征值(包括相同的特征值)。三階矩陣就一定有3個特征值,因為求特征值的時候,是算|xE-A|=0的根,|xE-A|是個3次多項式,必定有3個根。矩陣的秩就是非零特征值的個數(shù)?,F(xiàn)在r(A)=1,就是說,3個根中只有1個非零根,那剩下兩個必定是0,是這樣看出來的。

n階矩陣一定有n個特征值嗎?

n階矩陣至少有n個特征值嗎

是的,n階矩陣一定有n個特征值。因為特征值是特征多項式的根,n階方陣的特征多項式是個n次多項式,根據(jù)代數(shù)基本定理,n次多項式有且只有n個根(重根按重數(shù)計算),這些根可能是實數(shù),也可能是復(fù)數(shù)。

更加詳細的說法為:一個n階矩陣一定有n個特征值(包括重根),也可能是復(fù)根。一個n階實對稱矩陣一定有n個實特征值(包括重根)。每一個特征值至少有一個特征向量(不止一個)。不同特征值對應(yīng)特征向量線性無關(guān)。

n階矩陣相關(guān)信息

設(shè)A是數(shù)域P上的一個n階矩陣,λ是一個未知量。

稱為A的特征多項式,記|(λ)=|λE-A|,是一個P上的關(guān)于λ的n次多項式,E是單位矩陣。

|(λ)=|λE-A|=λ+a1λ+…+an= 0是一個n次代數(shù)方程,稱為A的特征方程。特征方程|(λ)=|λE-A|=0的根(如:λ0)稱為A的特征根(或特征值)。n次代數(shù)方程在復(fù)數(shù)域內(nèi)有且僅有n個根,而在實數(shù)域內(nèi)不一定有根,因此特征根的多少和有無,不僅與A有關(guān),與數(shù)域P也有關(guān)。

性質(zhì)1:若λ是可逆陣A的一個特征根,x為對應(yīng)的特征向量,則1/λ 是A的逆的一個特征根,x仍為對應(yīng)的特征向量。

性質(zhì)2:若 λ是方陣A的一個特征根,x為對應(yīng)的特征向量,則λ 的m次方是A的m次方的一個特征根,x仍為對應(yīng)的特征向量。

性質(zhì)3:設(shè)λ1,λ2,…,λm是方陣A的互不相同的特征值。xj是屬于λi的特征向量( i=1,2,…,m),則x1,x2,…,xm線性無關(guān),即不相同特征值的特征向量線性無關(guān)。

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