等价,相似,合同性质(转)
矩阵等价
定义
如果矩阵A经过有限次初等行变换变成矩阵B,就成矩阵A与B行等价。
如果矩阵A经过有限次初等列变换变成矩阵B,就成矩阵A与B列等价。
如果矩阵A经过有限次初等变换变成矩阵B,就称矩阵A与B等价。
性质
- 反身性:A~A
- 对称性:若A~B,则B~A
- 传递性:若A~B,B~C,则A~C
推论:
- 有两个m×n阶矩阵A和B,如果这两个矩阵满足B=QAP(P是n×n阶可逆矩阵,Q是m×m阶可逆矩阵),那么这两个矩阵之间是等价关系。
- r(A)=r(B),且A与B为同型矩阵。
矩阵相似
定义
设A、B都是n阶矩阵,若有可逆矩阵P,使P^(-1)AP=B,则称B是A的相似矩阵,对A进行运算P^(-1)AP称对A进行的相似变换,可逆矩阵P称为把A变成B的相似变换矩阵。
性质
1.若n阶矩阵A与B相似,则A与B的特征多项式相同,从而A与B的特征值相同。
2.n阶矩阵A与对角矩阵相似(A可以对角化)的充分必要条件是A有n个线性无关的特征向量。
推论
- 若n阶矩阵A与对角矩阵相似,则λ1,λ2,λ3....λn即是A的n个特征值。
- 如果n阶矩阵A的n个特征值互不相等,则A与对角矩阵相似。
- A与某对角矩阵相似,B也与该对角矩阵相似,则A与B相似。
- |A|=|B|,r(A)=r(B),A与B迹相等。
矩阵合同
一般在线代问题中,研究合同矩阵的场景是在二次型中。二次型用的矩阵是实对称矩阵。两个实对称矩阵合同的充要条件是它们的正负惯性指数相同。由这个条件可以推知,合同矩阵等秩。
定义
b两个n阶矩阵A和B,如果存在可逆矩阵C使得C^(T)AC=B,则称A与B合同,并称由A到B的变换为合同变换,称C为合同变换的矩阵。
- 一个二次型是半正定二次型,当且仅当它的正惯性指数等于它对应矩阵的秩。对于半正定二次型,其对应的对称矩阵在实数域内可以合同到一个对角线元素只由0和1构成的对角矩阵。
- 正定二次型对应矩阵一定是可逆矩阵,且行列式大于0。对于正定二次型,其对应的对称矩阵在实数域内合同于单位阵。一个n元二次型是正定二次型,当且仅当它的正惯性指数是n,同样的可以定义半负定、负定和不定的二次型。
知足上进且温柔