Miért diagonalizálunk egy mátrixot?
Pontszám: 5/5 ( 2 szavazat )Egy "egyszerű" forma, például az átló lehetővé teszi, hogy azonnal meghatározza a rangot, a sajátértékeket, az invertálhatóságot , vetítés-e stb. Vagyis minden olyan tulajdonság, amely a hasonlósági transzformáció alatt invariáns, sokkal könnyebben értékelhető.
Miért diagonalizálsz egy mátrixot?
A mátrix diagonalizálás sok mátrixot tartalmazó számításnál hasznos, mivel az átlós mátrixok szorzása meglehetősen egyszerű tetszőleges négyzetmátrixok szorzásához képest .
Mit jelent, ha egy mátrix diagonalizálható?
A lineáris algebrában egy négyzetes mátrixot diagonalizálhatónak vagy nem hibásnak nevezünk, ha hasonló egy átlós mátrixhoz , azaz ha létezik olyan invertálható mátrix és átlós mátrix, hogy , vagy ezzel egyenértékű. (Az ilyenek nem egyediek.)
Honnan tudhatod, hogy egy mátrix diagonalizálható-e?
Egy mátrix akkor és csak akkor diagonalizálható, ha minden sajátérték esetében a sajáttér dimenziója megegyezik a sajátérték többszörösével . Ez azt jelenti, hogy ha különböző sajátértékekkel rendelkező mátrixokat talál (multiplicitás = 1), akkor gyorsan azonosítania kell őket diagonizálhatóként.
A 0 mátrix diagonalizálható?
A nulla mátrix átlós, tehát minden bizonnyal átlósítható . minden invertálható mátrixra igaz.
Átlósítás
Diagonalizálható-e egy ismétlődő sajátértékű mátrix?
Az ismétlődő sajátértékekkel rendelkező mátrix diagonalizálható . Gondoljunk csak az identitásmátrixra. Minden sajátértéke egyenlő eggyel, mégis létezik egy bázis (bármilyen bázis), amelyben átlós mátrixként fejeződik ki.
Minden mátrix diagonalizálható?
Minden mátrix nem átlósítható . Vegyünk például nem nulla nilpotens mátrixokat. A Jordan-felbontás megmutatja, hogy egy adott mátrix milyen közel kerülhet az átlóssághoz.
Egy diagonalizálható mátrix megfordítható?
Nem. Például a nulla mátrix diagonalizálható, de nem invertálható . Egy négyzetes mátrix csak akkor invertálható, ha a kernelje 0, és a kernel eleme megegyezik egy 0 sajátértékű sajátvektorral, mivel önmaga 0-jára van leképezve, ami 0.
Mitől nem diagonalizálható egy mátrix?
Legyen A négyzetmátrix, λ pedig A sajátértéke. Ha λ algebrai multiplicitása nem egyenlő a geometriai multiplicitással , akkor A nem diagonalizálható.
Egyedülálló a mátrix diagonalizáció?
A lineáris algebrából tudjuk, hogy ha egy k mező feletti n×n A mátrix diagonalizálható (vagyis létezik olyan P∈GLn(k), hogy a PAP−1 egy átlós mátrix), akkor ez az átlós mátrix egészen addig egyedi. átlós bejegyzések permutációja .
Mi a mátrix rangja?
Egy mátrix rangja a lineárisan független oszlopvektorok (vagy sorvektorok) maximális száma . Ebből a definícióból nyilvánvaló, hogy egy mátrix rangja nem haladhatja meg a sorai (vagy oszlopai) számát.
A szimmetrikus mátrix diagonalizálható?
A valós szimmetrikus mátrixoknak nemcsak valós sajátértékük van, hanem mindig átlósíthatók . Valójában többet is el lehet mondani az átlósításról.
Hogyan lehet átlósítani egy mátrixos példát?
- 1. lépés: Keresse meg a karakterisztikus polinomot. ...
- 2. lépés: Keresse meg a sajátértékeket. ...
- 3. lépés: Keresse meg a sajáttereket. ...
- 4. lépés: Határozzon meg lineárisan független sajátvektorokat. ...
- 5. lépés: Határozza meg az S invertálható mátrixot...
- 6. lépés: Határozza meg a D átlós mátrixot...
- 7. lépés: Fejezd be az átlósítást.
Minden C feletti mátrix diagonalizálható?
Nem, nem minden C feletti mátrix diagonalizálható . Valójában a standard példa (0100) nem diagonalizálható a komplex számok felett. ... Helyesen érveltél, hogy minden n × n mátrixban C felett van n sajátérték, ami számolja a multiplicitást. Más szóval, a sajátértékek algebrai multiplicitásai hozzáadódnak n-hez.
Átlózható-e a teljes rangú mátrix?
Mivel az összes sajátérték szorzata egyenlő a mátrix determinánsával, A teljes rang egyenértékű A nem szingulárissal. A fentiekből az is következik, hogy A-nak lineárisan független sorai és oszlopai vannak. Tehát A invertálható. A diagonalizálható, ha A-nak n lineárisan független sajátvektora van .
Miért diagonalizálható a szimmetrikus mátrix?
A diagonalizálható azt jelenti, hogy a mátrixnak n különálló sajátvektora van (n x n mátrix esetén). A szimmetrikus mátrixnak n különálló sajátértéke van. Akkor miért került bele a (2)-be az "függetlenül attól, hogy sajátértékei különböznek-e vagy sem" kifejezés?
Az átlós mátrix mindig diagonalizálható?
Általánosságban elmondható, hogy egy forgatási mátrix nem diagonalizálható a valós értékek felett, de az összes forgatási mátrix átlózható a komplex mező felett . Ez a mátrix nem diagonalizálható: nincs olyan U mátrix, amely átlós mátrix lenne.
Minden 2x2 mátrix diagonalizálható?
Mivel az A 2×2-es mátrixnak két különálló sajátértéke van, diagonalizálható . Az S invertálható mátrix megtalálásához sajátvektorokra van szükségünk.
Mit jelent, ha egy mátrixnak ismétlődő sajátértékei vannak?
Azt mondjuk, hogy A egy A1 sajátértéke megismétlődik , ha az A karakterisztikus egyenletének többszörös gyöke ; esetünkben, mivel ez egy másodfokú egyenlet, az egyetlen lehetséges eset, amikor A1 dupla valós gyök. Két lineárisan független megoldást kell találnunk a rendszerre (1).
Lehet-e egy mátrixnak azonos sajátértéke?
Két hasonló mátrixnak ugyanazok a sajátértékei , bár általában eltérő sajátvektorokkal rendelkeznek. ... Továbbá, ha két mátrixnak ugyanazok a sajátértékei vannak, akkor hasonlóak. Tegyük fel, hogy A-nak és B-nek azonos sajátértéke van.
Lehet-e ismétlődő sajátértéke egy szimmetrikus mátrixnak?
(i) A szimmetrikus mátrix összes sajátértéke valós, és így a sajátvektorok is. ... Ha egy szimmetrikus mátrixnak bármilyen ismétlődő sajátértéke van, továbbra is meg lehet határozni a kölcsönösen ortogonális sajátvektorok teljes halmazát, de nem minden sajátvektor halmaz rendelkezik az ortogonalitás tulajdonsággal.
Minden valós szimmetrikus mátrix egységesen diagonalizálható?
Tétel: Minden valós n × n szimmetrikus A mátrix ortogonálisan diagonalizálható Tétel: Minden n × n komplex A hermitikus mátrix unitáriusan diagonalizálható . Tétel: Minden n × n komplex A normálmátrix unitáriusan diagonalizálható.
Mi a valódi szimmetrikus mátrix?
A lineáris algebrában egy valós szimmetrikus mátrix egy önadjungált operátort képvisel egy valós belső szorzattér felett . Az összetett belső szorzattér megfelelő objektuma egy Hermitiánus mátrix komplex értékű bejegyzésekkel, amely megegyezik a konjugált transzpozíciójával.
Hogyan lehet átlósítani egy valódi szimmetrikus mátrixot?
Tétel: Egy valós A mátrix akkor és csak akkor szimmetrikus, ha A átlósítható ortogonális mátrixszal, azaz A = UDU−1 U ortogonális és D átlós mátrixszal.