三阶矩阵的特征值一般求解
2014-10-28 21:24
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这里先简单介绍一下,对于一个给定的三阶矩阵,相信学过线性代数的大部分同学都会求解他的特征值,但是,在解特定的题目的时候我们是否发现有一般的规律呢,下面我们就简单介绍一下(一般解的形式这里也没有给出,不过我们还是可以推导出一些东西的,所以想直接得到解的请点击Alt+F4吧)
***************************我是分解线***************************************
对于给定一个矩阵,我们可以这样理解他的特征多项式:特征多项式是对λ进行的N次关于该矩阵的修正。由这个思想,我们可以知道对于一个秩为a的n阶矩阵,该矩阵中必有n-a个值为0的特征值。当修正最小时,该矩阵的形式为对角矩阵,设对角上的值分别为a1,a2……an,则特征多项式为(λ-a1)*(λ-a2)*……*(λ-an),特征值为对角上的各个数。
下面我们对3阶实对称矩阵讨论特征值的一般求解,设三阶实对称矩阵为:
a1,a2,a3
a2,b1,b2
a3,b2,c1
那对应的特征多项式为:
公式不好打出来,截个图,大家见谅,我们可以看到,λ的三个解基本项是a1,b1,c1,确切值为在基本项上做出的修正,这样也符合我们上文中的说法,但是这里由于分解因式较为麻烦,为了进一步说明,我们这里找2阶实对称矩阵:
a1,a2
a2,b1
他的特征值由特征多项式解出来可以得到:
我们可以看到解的形式为对a1和b1做大小为a2的修正,下面回到三阶矩阵中,观察特征多项式我们可以知道,当修正的a2,a3和b2中有两个值为0的时候,λ的其中一解可以很方便的得到,比如当a2和a3为0时,λ = a1为我们可以直接读出来的解,从这里我们可以得到什么结论呢,假设真实解是在基本解上对一个修正系数做出的修正,那个这个修正系数就与a2和a3相关(以a1为例说明)。
关于修正系数的具体值,就涉及到解上面三阶矩阵的特征多项式了,这里不再叙述。
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对于给定一个矩阵,我们可以这样理解他的特征多项式:特征多项式是对λ进行的N次关于该矩阵的修正。由这个思想,我们可以知道对于一个秩为a的n阶矩阵,该矩阵中必有n-a个值为0的特征值。当修正最小时,该矩阵的形式为对角矩阵,设对角上的值分别为a1,a2……an,则特征多项式为(λ-a1)*(λ-a2)*……*(λ-an),特征值为对角上的各个数。
下面我们对3阶实对称矩阵讨论特征值的一般求解,设三阶实对称矩阵为:
a1,a2,a3
a2,b1,b2
a3,b2,c1
那对应的特征多项式为:
公式不好打出来,截个图,大家见谅,我们可以看到,λ的三个解基本项是a1,b1,c1,确切值为在基本项上做出的修正,这样也符合我们上文中的说法,但是这里由于分解因式较为麻烦,为了进一步说明,我们这里找2阶实对称矩阵:
a1,a2
a2,b1
他的特征值由特征多项式解出来可以得到:
我们可以看到解的形式为对a1和b1做大小为a2的修正,下面回到三阶矩阵中,观察特征多项式我们可以知道,当修正的a2,a3和b2中有两个值为0的时候,λ的其中一解可以很方便的得到,比如当a2和a3为0时,λ = a1为我们可以直接读出来的解,从这里我们可以得到什么结论呢,假设真实解是在基本解上对一个修正系数做出的修正,那个这个修正系数就与a2和a3相关(以a1为例说明)。
关于修正系数的具体值,就涉及到解上面三阶矩阵的特征多项式了,这里不再叙述。
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