相抵;相似;合同;等价类 1 预备知识 2 矩阵的等价关系 2.1 矩阵的相抵关系 定义2.1:如果矩阵A经过有限次的初等变换后得到矩阵B,那么称A与B是相抵的。 定理2.1:任意两个矩阵A、B相抵的充分必要条件是:1)A、B同型且秩相等;2)存在可逆阵P和Q使得PAQ=B。 2.2 矩阵的相似关系 定义2.2:对于n阶方阵A、B,若存在一个可逆阵P,使得P-1AP=B,则称A与B相似。 由定义可得A通过相似变换变为B需要很强的约束条件:两边乘的矩阵要互逆,所以要通过引入λ-矩阵除去其约束条件,将A与 B的相似转换为λI-A与λI-B的相抵来研究,即通过相抵标准型来研究数字矩阵A与B的相似。 定理2.2 (1)A与B相似?圳矩阵A能够经过相似变换变成矩阵B ?圳,A与B是同阶方阵且它们有相同的不变因子组 即矩阵相似关系下的全系不变量是不变因子组。 也就是说秩相等是矩阵相似的必要条件,两个同阶方阵相似的本质是它们有相同的不变因子组。 相似矩阵的性质: 矩阵相似,则它们的秩相等,迹相等,行列式相等,特征值相等,特征多项式也相等;它们还有相同的可逆性,且可逆时它们的逆矩阵也相似。 注意,两个同阶方阵如果它们可以对角化(例如实对称矩阵),则它们相似就等价于它们有完全相同的特征值(或特征多项式相等);否则,同阶方阵的特征值完全相同只是它们相似的必要条件。 2.3 矩阵的合同关系 定义2.3:对于n阶方阵A、B,若存在可逆阵P,使得PTAP=B,则称 A与B合同。 两个矩阵合同的概念是不需要矩阵必须是实对称矩阵的。如果 A是实对称矩阵,则它一定能与对角矩阵合同。但合同一般是对于对称矩阵来说的,n阶对称矩阵必然有n个实特征根。如果两对称矩阵的不为零的特征根数相同,并且正特征根数也相同,那么两矩阵是合同的。反之,如果两矩阵合同的话,那么这两个矩阵不为零的特征根数相同,并且正特征根数也相同。 定理2.3:在复数域上,n阶对称阵在合同关系下的全系不变量是矩阵的秩r。 定理2.4:在实数域上,n阶对称阵在合同关系下的全系不变量是矩阵的秩r、正惯性指数p、负惯性指数q和符号差s中的任意两个。 注意:合同与二次型有关,同一数域上的二次型与对称矩阵之间一一对应,因此矩阵
A经过一系列初等变换等到B,称A与B等价,也就是存在可逆阵PQ使B=PAQ,那么AB秩相等.而AB相似是存在可逆阵P使B=P-1AP,由此可见相似的结论强于等价,具有的性质更多了.比如特征值相同,行列式相同
1,等价矩阵的性质:
2,矩阵A和A等价(反身性);
3,矩阵A和B等价,那么B和A也等价(等价性);
4,矩阵A和B等价,矩阵B和C等价,那么A和C等价(传递性);
5,矩阵A和B等价,那么IAI=KIBI。(K为非零常数)
6,具有行等价关系的矩阵所对应的线性方程组有相同的解
87,对于相同大小的两个矩形矩阵,它们的等价性也可以通过以下条件来表征:
(1)矩阵可以通过基本行和列操作的而彼此变换。
(2)当且仅当它们具有相同的秩时,两个矩阵是等价的。
扩展资料:
A进行一系列初等变换直到B,则A与B等价,即存在一个逆矩阵PQ,使B=PAQ,则AB秩相同。
AB的相似度是存在,但逆矩阵P使B=P-1ap,所以相似度结论强于等价性。
它们有更多的性质相同的特征值,相同的行列式
等价通常意味着你可以通过初等变换将它转换成另一个矩阵,本质上就是通过与另一个矩阵具有相同的秩。这是一个非常宽泛的条件。它并不适用于很多地方。
A和B很相似,有一个不变矩阵P,使得Pap^-1=B,这是线性代数或高等代数中最重要的关系,高等代数中有一半都在处理这个关系。相似导致等价。
参考资料来源:百度百科-等价矩阵
换法变换:交换矩阵两行(列) 倍法变换:将矩阵的某一行(列)的所有元素同乘以数k 消法变换:把矩阵的某一行(列)的所有元素乘以一个数k并加到另一行(列)的对应元素上
应用主要有:求秩、求行列式、解线性方程组、求特征值、特征向量等
1.用矩阵的初等变换求逆矩阵,解矩阵方程
2.用矩阵的初等变换求矩阵的秩、向量组的秩、极大线性无关组
3.用矩阵的初等变换解线性方程组
4.用矩阵的初等变换求过渡矩阵
5.用矩阵的初等变换化二次型为标准型
6.用矩阵的初等变换求标准正交基
线性变换及其所对应的对称,在现代物理学中有着重要的角色。例如,在量子场论中,基本粒子是由狭义相对论的洛伦兹群所表示,具体来说,即它们在旋量群下的表现。内含泡利矩阵及更通用的狄拉克矩阵的具体表示,在费米子的物理描述中,是一项不可或缺的构成部分,而费米子的表现可以用旋量来表述。
描述最轻的三种夸克时,需要用到一种内含特殊酉群SU(3)的群论表示;物理学家在计算时会用一种更简便的矩阵表示,叫盖尔曼矩阵,这种矩阵也被用作SU(3)规范群,而强核力的现代描述──量子色动力学的基础正是SU(3)。还有卡比博-小林-益川矩阵(CKM矩阵):在弱相互作用中重要的基本夸克态,与指定粒子间不同质量的夸克态不一样,但两者却是成线性关系,而CKM矩阵所表达的就是这一点。
初等行变换的用途:1.求矩阵的秩,化行阶梯矩阵,非零行数即矩阵的秩同时用列变换也没问题,但行变换就足够用了!2.化为行阶梯形求向量组的秩和极大无关组(a,b)化为行阶梯形,判断方程组的解的存在性3.化行最简形把一个向量表示为一个向量组的线性组合方程组有解时,求出方程组的全部解求出向量组的极大无关组,且将其余向量由极大无关组线性表示4.求方阵的逆(a,e)-->(e,a^-1)5.解矩阵方程ax=b,(a,b)-->(e,a^-1b)初等列变换很少用,只有几个特殊情况:1.线性方程组理论证明时:交换系数矩阵的部分列便于证明2.求矩阵的等价标准形:行列变换可同时用3.解矩阵方程xa=b:对[a;b]只用列变换4.用初等变换求合同对角形:对[a;e]用相同的行列变换
最有可能问的是:1. 分块矩阵的初等变换 与 矩阵初等变换 的异同.2. 分块矩阵初等变换需注意什么. 3. 利用分块矩阵初等变换, 你得到了什么新的结论, 或对已有结论的证明有什么大的改进满意请采纳^_^
矩阵初等变换的应用 毕业论文擅长的,,,帮你.
初等行变换的用途:1.求矩阵的秩,化行阶梯矩阵,非零行数即矩阵的秩同时用列变换也没问题,但行变换就足够用了!2.化为行阶梯形求向量组的秩和极大无关组(a,b)化为行阶梯形,判断方程组的解的存在性3.化行最简形把一个向量表示为一个向量组的线性组合方程组有解时,求出方程组的全部解求出向量组的极大无关组,且将其余向量由极大无关组线性表示4.求方阵的逆(a,e)-->(e,a^-1)5.解矩阵方程ax=b,(a,b)-->(e,a^-1b)初等列变换很少用,只有几个特殊情况:1.线性方程组理论证明时:交换系数矩阵的部分列便于证明2.求矩阵的等价标准形:行列变换可同时用3.解矩阵方程xa=b:对[a;b]只用列变换4.用初等变换求合同对角形:对[a;e]用相同的行列变换
时下最时髦的就是:创新点与别人不一样的地方
很多应用啊。。。比如工程上的,控制上的。你可以多看看书,上面都有应用的例子。比如应用数值线性代数,控制论中的矩阵计算等等。。
告诉你拟就会写吗。不如我给你写得了
矩阵的研究历史悠久,拉丁方阵和幻方在史前年代已有人研究。
矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中。 在物理学中,矩阵于电路学、力学、光学和量子物理中都有应用;计算机科学中,三维动画制作也需要用到矩阵。 矩阵的运算是数值分析领域的重要问题。将矩阵分解为简单矩阵的组合可以在理论和实际应用上简化矩阵的运算。对一些应用广泛而形式特殊的矩阵,例如稀疏矩阵和准对角矩阵,有特定的快速运算算法。关于矩阵相关理论的发展和应用,请参考矩阵理论。在天体物理、量子力学等领域,也会出现无穷维的矩阵,是矩阵的一种推广。
一类特殊对称矩阵的特征值与特征向量陆全 徐仲 【摘要】:【作者单位】:西北工业大学西北工业大学【关键词】:矩阵的特征值正交特征向量特征值与特征向量对称矩阵实对称阵特征问题矩阵A正交变换《线性代数》正交阵【分类号】:O151【DOI】:CNKI:SUN:XUSJ.0.1997-04-013【正文快照】:同济大学《线性代数》第130页例10要求一个正交变换.把二次型化为标准形,其中需要求矩阵的特征值与单位正交特征向量。事实上,这个矩阵R是一种具有特殊对称性的矩阵。这类矩阵的特征问题有如下的一般结论。考虑如下的特殊对称矩阵其中A、B均为m阶实对称阵,u是m维列向量,
在线性代数中主要为研究二次型打基础。
矩阵在线性代数和编码里面有重要作用。矩阵源于向量和方程组,其实是比向量元素更多的多变量,有些对象和信息通过矩阵的思想取计算和设计,比如说正多面体体积的计算,没有矩阵根本就不好算甚至不能算。研究应用的目的是为了解决生产和生活上的缺陷,这是研究理论的动力。理论本身是有其他因素推动才能发展。矩阵作为代数的概念,是数学里面的一块基石,有很多很多理论还要依靠它完善。对阵和反对称的一种规律,人们最喜欢通过规律去总结事物,这样就能抽象成为一种解决问题的能力和工具。
同学我不太清楚你问这个问题的意义何在...因为考试要考,所以我们只能功利地学和用。