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跪谢!!!对称矩阵的特征向量的问题???

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楼主
deseik 发表于 09-7-24 20:40:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
对称矩阵A的r重特征值,自然可以找到r个线性无关的特征向量。为了把这个对阵矩阵A对角化,需要把这r个特征向量利用施密特正交化方法,来正交。然后单位化,之后,得到了新的r个线性无关的特征向量。我不明白的是,原先r个特征值对应的这r个特征向量,经过了施密特正交化,单位化后,早已是“面目全非”。可为什么他们仍然是原来的矩阵A的特征向量? 在这个地方,我有些不明白,请高手指点一二。我不胜感激,跪谢!!!!!!!!!!!!
沙发
5月的阳光 发表于 09-7-24 21:01:04 | 只看该作者
我想数学专业的人能解释这个问题,楼主其实不必去管它,只要记着这个推论,会做题,知道什么条件下用旧可以了,以后学这个专业可以去证明
板凳
 楼主| deseik 发表于 09-7-25 10:49:23 | 只看该作者
你求得的这R个特征向量组成一个空间解系。在这个空间解系中的任意一个向量均是方程的解。而施密特正交换,只是把这个空间的坐标变化了一下,使得由你求的的这R个向量代表的基,转化为由正交的基表示。就如直接坐标转换成极坐标一样,实质是不变的。所以仍然是方程的解向量。


假设 c 是对称实方矩阵 A 的 r 重特征值,则有 r 个线性无关的特征向量 x(1), ..., x(r) 是属于特征值 c 的。也就是说,

A x(1) = c x(1), ..., A x(r) = c x(r)

现在我们用 W 表示由向量 x(1), ..., x(r) 生成的子空间,则 W 是 r 维的。W 中任意向量 x 可以表示为 x = d(1) x(1) + ... + d(r) x(r),其中 d(1), ..., d(r)为实数。则

A x = A (d(1) x(1) + ... + d(r) x(r))
= d(1) A x(1) + ... + d(r) A x(r)
= c (d(1) x(1) + ... + d(r) x(r))
= c x.

这就是说,W 中任意一个非零向量都是 A 的属于特征值 c 的特征向量。

因为向量 x(1), ..., x(r) 属于 W,所以将它们正交化和归一化后,得到的向量 y(1), ..., y(r) 仍然属于 W。因此 y(1), ..., y(r) 仍然是 A 的属于特征值 c 的特征向量。

注:实际上 W 有个名称叫属于特征值 c 的特征子空间。它是线性方程组 (cI-A)x=0的解空间,由此显然可见 W 中每个向量都是属于同一特征值 c 的特征向量。而正交化和归一化,都不会超出同一子空间的范围,所以不会造成所谓的“面目全非”。
地板
舞者 发表于 09-7-25 11:18:19 | 只看该作者
同意三楼的意见,^_^
5#
kangxidai 发表于 09-7-25 16:06:37 | 只看该作者
呵呵,是面目全非了,但有些东西是骨子里的,不会随着整容的变化而变化的
按照定义验证一下就可以了
6#
lushan198153 发表于 09-8-8 20:41:06 | 只看该作者
同意三楼的意见,但是太罗嗦
7#
moricangyu 发表于 09-8-9 09:44:43 | 只看该作者
同意三楼,简单的说,你说的r个特征值其实是1个特征值,其对应的特征向量有无穷多个(可组成线性空间),即方程组Ax=λx的解,其中要想找到线性无关的一组基,是有无数种可能的,施密特正交化只是在其中两种之间的一种线性变换而已,他们都是符合题意的特征向量。
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