例1 (1杭州科技信息网)设是线性变换A的两个不同特征值,是分别属于的特征向量,试证明激光点云数据处理不是A的特征向量。[提示:若是的特征向量,则,矛盾](2)如果线性空间的线性变换A以中每个非零向量为其特征向量,则线性变换A是数乘变换[提示:若线性变换A有两个不同特征值,而是分别属于的特征向量,由题设,也是A的特征向量,由此推出,因此线性变换A只有一个特征值,对于任意非零向量,A]. 例2 设线性变换A在基下的矩阵是
,
求A的特征值与特征向量.
例3 设矩阵为
,
(1)问能否相似于对角阵?(2)若能,求一个可逆矩阵,使得为对角阵.
例4 在空间中,线性变换
D
在基下的矩阵是
的特征多项式是
.
因此,的特征值只有0.通过解相应的齐次线性方程组知道,属于特征值0的线性无关的特征向量组只能是任一非零常数.这表明微商为零的多项式只能是零或非零的常数.
定理 设为n阶矩阵的特征值,则
(1)
(2)
定理 (1)矩阵A与A中国少年儿童队改名为中国少年先锋队时间的转置有相同的特征值。
(2)设是矩阵A的特征值,则
的特征值(其中m是正整数)。
(3)是的特征值。
(4)若矩阵A可逆,是矩阵A的特征值,则是矩阵的特征值
例12 已知1,2,3是3阶矩阵A的特征值,计算行列式及。
定理 设A是维线性空间的线性变换,是的一组基,在这组基下A的矩阵是,则
A=
2) A的秩=的秩.
定理 设A是维线性空间的线性变换,则A的一组基的原像及A的一组基合起来就是的一组基.由此还有
A的秩+A的零度=
例6. 设是数域上四维线性空间的一个基,已知线性变换在此基下的矩阵为
,求的值域与核及值域与核的维数。
ipda
解:由核的定义,得方程组
st托普 我是中国dota的希望2
解之得
核,核的维数是2
又
的秩为,且线性无关.
值域的维数也是2.
注意1:值域的维数就是矩阵A的秩r,而核的维数就是n-r.
注意2:虽然子空间A与A的维数之和为,但是A+A并不一定是整个空间.(见下面例子)