关于线性代数的问题,紧急!一、总结在利用正交矩阵将一个实对称矩阵(3阶方阵)对角化的过程中所包含的知识点,并就矩阵的特征

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  • 快考线代了,做一下热热身吧:

    一.包含的知识点:行列式的化简,求解矩阵方程,施密特正交化,求矩阵的特征值和特征向量.

    (1)单根的实例:对于矩阵

    1 0 2

    0 1 2

    2 2 -1

    求正交矩阵T,将其化为对角阵.

    |λI-A|=

    λ-1 0 -2

    0 λ-1 -2

    -2 -2 λ+1

    =

    (λ-1)|1 0 0|

    |0 λ-1 -2|

    |-2 -4 λ+1|(以上为一个行列式,水平有限,见谅)

    =(λ-1)(λ+3)(λ-3)

    所以λ1=3,λ2=1,λ3=-3.

    将λ1,λ2,λ3分别代入方程(λI-A)x=0中得:

    X1=(1,1,1)T x2=(-1,1,0)T x3=(1,1,-2)T

    由于以上三个向量两两正交,因此只需进行单位化,得到:

    Y1=(1/根号3,1/根号3,同前)T

    Y2=(-1/根号2,1/根号2,0)T

    Y3=(1/根号6,1/根号6,-2/根号6)T

    因此所求的正交矩阵为(将y1y2y3写成列向量的形式组成矩阵)

    对角阵为diag(3,1,-3).

    (2)有重根的实例:对于实对称矩阵:

    1 1 0

    1 1 0

    0 0 2

    求正交矩阵,将其化为对角阵.

    |λI-A|=

    λ-1 -1 0

    -1 λ-1 0

    0 0 λ-2

    =(λ-2)|1 0 0|

    |-1 λ 0|

    |0 0 λ-2|(以上为一个行列式)

    =λ(λ-2)(λ-2)

    所以λ1=λ2=2,λ3=0.

    将其分别代入方程(λI-A)X=0中得:

    x1=(0,0,1)T

    x2=(1,1,0)T

    x3=(-1,1,0)T

    单位化得:

    y1=(0,0,1)T

    y2=(1/根号2,1/根号2,0)T

    y3=(-1/根号2,1/根号2,0)T

    所以所求正交矩阵为:

    0 1/根号2 -1/根号2

    0 1/根号2 1/根号2

    1 0 0

    对角化矩阵为:diag(2,2,0)

    二.1.(1)判断矩阵是否为可逆矩阵,只需判断行列式是否为零.

    (2)求矩阵的逆矩阵,

    (3)用克莱姆法则解线性方程组.实例略了哈.