矩陣的秩與線性無關特徵向量的個數的關係是什麼謝謝

2021-05-27 11:08:50 字數 5054 閱讀 5218

1樓:一生一個乖雨飛

a的屬於特徵值λ的線性無關的特徵向量的個數是 齊次線性方程組 (a-λe)x=0 的基礎解系所含向量的個數 ,即 n-r(a-λe),r(a) 的取值,只能決定0是否特徵值。

擴充套件資料:

矩陣的秩變化規律

(1)轉置後秩不變

(2)r(a)<=min(m,n),a是m*n型矩陣

(3)r(ka)=r(a),k不等於0

(4)r(a)=0 <=> a=0

(5)r(a+b)<=r(a)+r(b)

(6)r(ab)<=min(r(a),r(b))

(7)r(a)+r(b)-n<=r(ab)

證明:ab與n階單位矩陣en構造分塊矩陣

|ab o|

|o en|

a分乘下面兩塊矩陣加到上面兩塊矩陣,有

|ab a|

|0 en|

右邊兩塊矩陣分乘-b加到左邊兩塊矩陣,有

|0 a |

|-b en|

所以,r(ab)+n=r(第一個矩陣)=r(最後一個矩陣)>=r(a)+r(b)

即r(a)+r(b)-n<=r(ab)

注:這裡的n指的是a的列數。這裡假定a是m×n matrix。

特別的:a:m*n,b:n*s,ab=0 -> r(a)+r(b)<=n

(8)p,q為可逆矩陣, 則 r(pa)=r(a)=r(aq)=r(paq)

2樓:手機使用者

n個線性無關特徵向量是相似於對角陣的充分必要條件,與秩沒有必然關係,圖中即是例子。經濟數學團隊幫你解答,請及**價。謝謝!

矩陣的秩與特徵向量的個數有什麼關係?

3樓:是你找到了我

矩陣的秩與特徵向量的個數的關係:特徵值的個數等於矩陣的秩,特徵向量的個數至少等於矩陣的秩,(即大於等於矩陣的秩),小於等於矩陣的階數,等於階數時,矩陣可相似化為對角矩陣,小於矩陣的階數時,矩陣可以相似化為對應的約旦標準形。

4樓:晚晴

特徵向量的個數與矩陣的秩並沒有直接的聯絡

有多少個特徵值

就有多少個特徵向量

但是不一定所有特徵向量都線性無關

所以秩主要是與線性無關向量有關

所以此處秩大

可追問啊

5樓:匿名使用者

特徵向量的個數大於秩

關於線性代數的問題: 若一個矩陣a有n個線性無關的特徵向量,跟矩陣的秩有什麼關係呀?

6樓:匿名使用者

n個線性無關特徵向量是相似於對角陣的充分必要條件,與秩沒有必然關係,圖中即是例子。經濟數學團隊幫你解答,請及**價。謝謝!

7樓:匿名使用者

矩陣的秩=n-n=0

矩陣的秩和矩陣的特徵值個數的關係,並證明

8樓:dear豆小姐

關係:1、方陣a不滿秩等價於a有零特徵

值。2、a的秩不小於a的非零特徵值的個數。

證明:定理1:n階方陣a可相似對角化的充要條件是a有n個線性無關的特徵向量。

定理2:設a為n階實對稱矩陣,則a必能相似對角化。

定理3:設a為n階實對稱矩陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理4:設a為n階方陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理5:

設a為n階方陣,矩陣的秩r(a)=k,(0定理6:設a為n階方陣,矩陣的秩rf(a)=k,(0例1:

設矩陣a=1  2   3   42  4   6   83  6   9  124  8  12  16 ,求矩陣a的特徵值,矩陣a的秩。

解:得到a→1  2   3   40  0   0   00  0   0   00  0   0   0 ,則矩陣a的秩r(a)=1。

通過上例,我們發現λ=0為a的三重特徵值,而a的秩r(a)=4-3=1。下面的定理給出了相應的結論。

證:由定理2,實對稱矩陣必能相似對角化,因此a必有n個線性無關的特徵向量,即每一個特徵值對應一個線性無關的特徵向量,重根對應線性無關的特徵向量的個數等於其重數[1],故由秩r(a)=k,(0以上例題和相關定理均給出了矩陣的秩得到矩陣的特徵值的情況,反過來,若n階方陣a恰有k(0所以,方陣a不滿秩等價於a有零特徵值,a的秩不小於a的非零特徵值的個數。

擴充套件資料

矩陣的秩的變化規律及證明

1、轉置後秩不變

2、r(a)<=min(m,n),a是m*n型矩陣

3、r(ka)=r(a),k不等於0

4、r(a)=0 <=> a=0

5、r(a+b)<=r(a)+r(b)

6、r(ab)<=min(r(a),r(b))

7、r(a)+r(b)-n<=r(ab)

證明:ab與n階單位矩陣en構造分塊矩陣

|ab o|

|o en|

a分乘下面兩塊矩陣加到上面兩塊矩陣,有

|ab a|

|0 en|

右邊兩塊矩陣分乘-b加到左邊兩塊矩陣,有

|0 a |

|-b en|

所以,r(ab)+n=r(第一個矩陣)=r(最後一個矩陣)>=r(a)+r(b)

即r(a)+r(b)-n<=r(ab)

注:這裡的n指的是a的列數。這裡假定a是m×n matrix。

特別的:a:m*n,b:n*s,ab=0 -> r(a)+r(b)<=n

8、p,q為可逆矩陣, 則 r(pa)=r(a)=r(aq)=r(paq)

9樓:東風冷雪

矩陣有特徵值必須是方陣

矩陣的秩是最高階非0子式。

n階矩陣必定有n個特徵值,(特徵值可能是虛數)對於n階實對稱矩陣,不同特徵值的高數和矩陣的秩相等

10樓:perment之歌

最後一句應該改為:對於實對稱矩陣或可相似對角化的矩陣,其秩就是非零特徵值的個數

矩陣的秩與特徵值有什麼關係

11樓:景田不是百歲山

1、方陣a不滿秩等價於a有零特徵值。

2、a的秩不小於a的非零特徵值的個數。

線性變換秩是多少,就一定找到有多少個線性無關的特徵向量。因為一個特徵向量只能屬於一個特徵值,所以有多少個線性無關的特徵向量,就有多少個特徵值(不管特徵值是不是一樣)。這裡有n個1,都是一樣的(從特徵多項式也知道有n個重根)。

因為非退化的線性替換不改變空間的維數,不改變矩陣的秩。

12樓:匿名使用者

這是因為,矩陣a的相似對角矩陣的主對角元都是矩陣a的特徵值,又因為矩陣a的秩與它的相似對角陣的秩相等,因此,如果矩陣a的秩為n,那麼它就有n個非零特徵值。

13樓:匿名使用者

為討論方便,設a為m階方陣

證明:設方陣a的秩為n

因為任何矩陣都可以通過一系列初等變換,變成形如

1 0 … 0 … 0

0 1 … 0 … 0

…………………

0 0 … 1 … 0

0 0 … 0 … 0

…………………

0 0 … 0 … 0

的矩陣,稱為矩陣的標準形(注:這不是二次型的對稱矩陣提到的標準形)

本題討論的是方陣,就是可以通過一系列初等行變換的標準形為

主對角線前若干個是1;其餘的是若干個0

以及除對角線以外的元素都是0。設a的標準形為b

因為「m×m階矩陣構成的數域p上的線性空間」與

「該線性空間上的全體線性變換在數域p上的線性空間」同構。

所以研究得到線性空間的性質可以照搬到線性變換空間上應用,

從同構的意義上說,他們是「無差別」的。

(由於線性變換符號的字型不能單獨以花體字型區別,所以

用形如「線性變換a」,表示線性變換

用形如「矩陣a」,表示線性變換的矩陣)

前面知識應該提到的內容:

一系列初等矩陣的乘積是非退化的,初等變換不改變矩陣的秩,初等變換是可逆的

所以矩陣b的秩(1的個數),就是矩陣a的秩,就是n

因為可逆且不改變秩,所以討論矩陣b的情況,可以應用到矩陣a上。

我們隨即看到,

如果線性變換b(或者說矩陣b)的秩是n,則線性變換b就是

對線性空間的前n個基做恆等對映(因為基向量組沒有秩序,我們取前n個不會有原則性的問題)

後m-n個基做零變換,所構成的線性變換,線性變換b的特徵多項式是(λ-1)^n

就可以快速找到n個線性無關的特徵向量,這些特徵向量直接取線性空間的前n個基就可以了。

我們得到的結論是,線性變換b秩是多少,就一定找到有多少個線性無關的特徵向量。

因為一個特徵向量只能屬於一個特徵值,

所以有多少個線性無關的特徵向量,就有多少個特徵值(不管你的特徵值是不是一樣)

這裡有n個1,都是一樣的(從特徵多項式也知道有n個重根)

因為非退化的線性替換不改變空間的維數,不改變矩陣的秩。

下面我們解釋重根為什麼按重數計算,對矩陣b做初等行變換,

第i行乘以數域p上的數k≠1(當然,如果k=1純屬脫褲子放屁),

我們的特徵多項式變為(λ-1)^(n-1)*(λ-k),

其它初等變換相應類推。

借用學物理的思維,一個變換莫測的關係中,尋找守恆量是什麼?這個是有意義的。

而做這樣的非退化的線性變換變換,雖然特徵值會隨之改變,

但是守恆量是一定能找到n個線性無關的特徵向量,其個數就是矩陣b(線性變換b)的秩是不變的。

這樣我們就發現了守恆量,至於屬於不同特徵向量的特徵值是否相等,純屬巧合,無意義。

有多少個碰巧相等的都無所謂,有多少個相等(相當於特徵多項式的幾次方),就當然重複計算。

最後來一個問題的封閉,題目說的是方陣a

這個簡單,將矩陣b做一系列初等行變換,雖然特徵多項式改變了,線性變換改變了,

特徵多項式也變了,但是我們發現的守恆量n,是不變的。

14樓:吸血神龍

最佳答案錯了吧,一個特徵值可以對應多個線性無關的特徵向量啊

線性代數矩陣的秩問題,線性代數中關於矩陣秩的問題,R A,B 與R AB 的區別,請舉例說明!

換個思路 因為aib1不為0,所以a的秩大於0.又矩陣的第二行及第三行都是第一行的倍數,故可通過行初等變換將第二行及第三行都化為0,所以a的秩 1,由此可知r a 1 初等變換不改變矩陣的秩。你把每行的a提出來,每列的b提出來後看看就知道了。你可以像你說的在記憶體和硬碟上顯示卡上做個記號,比較簡單的...

「矩陣A有n個線性無關的特徵向量」是不是就等於說「矩陣A有n

矩陣a有n個線性無關的特徵向量 不是就等於說 矩陣a有n個不同的特徵值 版。矩陣a有n個線性無關權的特徵向量時,不一定有n個不同的特徵值。有n個復根 1,2,n,為a的n個特徵根。當特徵根 i i 1,2,n 求出後,ie a x 是齊次方程,i均會使 ie a 0,ie a x 必存在非零解,且有...

關於矩陣的秩關於矩陣的秩

建議上標用 下標用 然後為了簡便,這裡就用a 表示a的轉置.1.這是一個結論 若b是m n實矩陣,則r b r b b 進而也有r b r b r bb 證明 考慮線性方程組bx 0 與b bx 0 證明二者同解.不妨在實數域上討論 秩是與數域無關的.如果在複數域上討論只需稍加修改 若x滿足 自然有...