- 1、本文档共9页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
方阵与其分块方阵的特征值与特征向量之间的关系.doc
方阵与其分块方阵的特征值与特征向量之间的关系
摘要:本文利用特殊方阵的分块矩阵,每一块的行和为常数时,构造一个阶矩阵,使得方阵的个特征值为的个特征值并给出了严格的证明.
关键词:矩阵的分块;特征值
引言
在处理行列数较大的矩阵时,常把一个大矩阵看成是由若干小矩阵所组成的,而这些小矩阵就称为大矩阵的子块.用子块表示矩阵的方法称为矩阵的分块表示,这样可使原矩阵显得结构简单而清晰,也可简化运算过程.本文正是利用了这一点,讨论了方阵的阶分块矩阵与的特征值、特征向量之间关系.
一. 预备知识:
定义 设是阶方针,如果对于数,存在非零列向量,使关系式成立,则称为的一个特征值,称为的属于特征值的特征向量.
定义 设,称为的特征矩阵.行列式
,
称为的特征多项式,称为的特征方程.
定理 数是阶矩阵的特征值,当且仅当存在维列向量,使.其中是其次线性方程组的任一非零解.
二. 主要结果:
先讨论阶矩阵的4分块矩阵,每一块的行和为常数时,构造一个2阶矩阵,再讨论矩阵和的特征值、特征向量间的关系.
设矩阵
,的分块如下:,其中
且满足
即矩阵的行和分别为常数.
以的行和作矩阵的元素得对应一个2阶方阵:.
以下证明的两个特征值一定是的特征值.
设的两个特征值,对应的特征向量分别设为.则由定义1有,即
,.
因此有
即
所以是的一个特征值.而因为,所以列向量,所以这个向量为的属于特征值的特征向量.
同理可证也是的一个特征值.
所以的两个特征值一定是的特征值.(证毕)
用特征值中的一个来说明一下,矩阵和的属于同一个特征值的特征向量间的关系.容易看出,矩阵的属于特征值的特征向量为,而向量是由的属于特征值的特征向量的个和个推广而成的.
反过来,矩阵的特征值不一定是矩阵的特征值.因为矩阵有个特征值,而矩阵只有两个特征值.
三. 算例:
下面就用以上推导过程做一个简单例子.
已知矩阵,对分块得一对应2阶方针.
求的特征值:
对应,解齐次线性方程组.由
,
得矩阵的属于特征值的一个特征向量.
对应,解齐次线性方程组.由
,
得矩阵的属于特征值的一个特征向量.
由定义1有,,即
现只对作分析,代入得
.
其线性方程组为
因此有
,即.
所以为的特征值,且向量为矩阵的属于特征值的特征向量.
同理可证也是矩阵的特征值,且对应的特征向量为.
本文可以推广为一般情况
定理 设为阶矩阵的阶分块矩阵,且每一块的行和都为常数,则的个特征值必为的特征值,且对应的特征向量可以扩为的特征向量.
证明 若阶矩阵为:
则可分块如下:
, 其中
已知每一块的行和都为常数.不妨设为
根据行和为常数构造阶矩阵:
.
设的个特征值,对应的特征向量分别为
.
则由定义1有 , , 其中.
代入得
.
因此可得线性方程组:
. 即为的特征值,且对应的特征向量为.
到此已证明的个特征值必为的特征值,且对应的特征向量可扩为的特征向量.
参考文献
[1] 张禾瑞,郝鈵新编. 高等代数(5版)[M.]. 北京:高等教育出版社,2007,6.
[2] 王纪林编著. 线性代数[M.]. 北京:科学出版社,2003.
[3] 冯红编著. 线性代数大讲堂·提高冲次版[M.]. 大连:大连理工大学出版社,2005,8.
The phalanx divides the relation of of a piece of characteristic value of phalanx and the characteristic vector with it
Abstract: This text makes use of special phalanx of cent piece matrix, each a cake of of go with is constant, construct a the rank matrix , make phalanx of the characteristic be worth for of the characteristic value combined to a strict certificate.
Key words: The cent piece of the matrix; The characteristic be worth
9
您可能关注的文档
最近下载
- 八年级英语下册教案:Unit 4 Why don’t you talk to your parents.doc VIP
- 实务手册-—房地产手册(精编)全套.pdf
- 耀华XK3190-A9使用说明书.pdf
- 天下兴亡匹夫有责(班会课)(逃出大英博物馆).pptx VIP
- 蒂森克虏伯扶梯L3试卷.pdf VIP
- 人教版初中英语课标版 九年级第十单元Section A 3a—3c(21张).pptx
- 中小企业融资-全套PPT课件.pptx
- 2024年麻醉、精神药品规范化管理与使用培训考核有答案.docx
- 【基恩士】LR-W500(C) 使用说明书 (简体中文).pdf
- 11第十一章-通货膨胀与通货紧缩(货币金融学(蒋先玲编著)第3版ppt课件可编辑).pptx
文档评论(0)