接下的章节来我们学习了:
介绍了对称矩阵的性质\(A=A^T\),了解了其特征值均为实数且总是存在足量的特征向量(即使特征值重复特征向量也不会短缺,总是可以对角化);同时对称矩阵的特征向量正交,所以对称矩阵对角化的结果可以表示为\(A=Q\Lambda Q^T\);
接着我们学习了正定矩阵;
最后我们学习了奇异值分解\(A=U\varSigma V^T\)。
现在,我们继续通过例题复习这些知识点。
另外,反对称矩阵同对称矩阵一样,具有正交的特征向量。当矩阵满足什么条件时,其特征向量相互正交?答案是必须满足\(AA^T=A^TA\)。所以对称矩阵\(A=A^T\)满足此条件,同时反对称矩阵\(A=-A^T\)也满足此条件,而正交矩阵\(Q^{-1}=Q^T\)同样满足此条件,这三种矩阵的特征向量都是相互正交的。
\(c\)如何取值才能保证矩阵可以对角化?其实可对角化只需要有足够的特征向量即可,而现在特征向量已经足够,所以\(c\)可以取任意值。
\(c\)如何取值才能保证矩阵对称?我们知道,对称矩阵的特征值均为实数,且注意到给出的特征向量是正交的,有了实特征值及正交特征向量,我们就可以得到对称矩阵。
\(c\)如何取值才能使得矩阵正定?已经有一个零特征值了,所以矩阵不可能是正定的,但可以是半正定的,如果\(c\)去非负实数。
题设中的正交特征向量意义重大,如果没有正交这个条件,则矩阵\(A\)不会是对称、正定、投影矩阵。因为特征向量的正交性我们才能直接去看特征值的性质。
\(A\)是正交对称矩阵,那么它的特征值具有什么特点?
\(A\)可以被对角化吗?是的,任何对称矩阵、任何正交矩阵都可以被对角化。
\(A\)是非奇异矩阵吗?是的,正交矩阵都是非奇异矩阵。很明显它的特征值都不为零。
