矩阵的合同,等价与相似的联系与区别一、基本概念与性质(一)等价:1、概念
若矩阵 A 可以经过有限次初等变换化为 B,则称矩阵 A 与B 等价,记为
2、矩阵等价的充要条件:3、向量组等价,两向量组等价是指两向量组可相互表出,有此可知:两向量组的秩相同,但两向量组各自的线性相关性却不相同
(二)合同:1、概念,两个 n 阶方阵 A,B,若存在可逆矩阵 P,使得成立,则称A,B 合同,记作该过程成为合同变换
2、矩阵合同的充要条件:矩阵 A,B 均为实对称矩阵,则二次型与有相等的 E 负惯性指数,即有相同的标准型
(三)相似1、概念:n 阶方阵 A,B,若存在一个可逆矩阵 P 使得成立,则称矩阵 A,B 相似,记为
2、矩阵相似的性质:3、矩阵相似的充分条件及充要条件:① 充分条件:矩阵 A,B 有相同的不变因子或行列式因子
② 充要条件:二、矩阵相等、合同、相似的关系(一)、矩阵相等与向量组等价的关系:设矩阵 ,1、若向量组()是向量组()的极大线性无关组,则有,即有两向量等价,而两向量组线性相关性却不同,钱者一定线性无关,而后者未必线性无关
而矩阵 B 与 A 亦不同型,虽然但不能得出
2、若 m=n,两向量组()()则有矩阵 A,B 同型且
3、若两向量组秩相同,两向量组等价,即有综上所述:矩阵等价与向量等价不可互推
(二)、矩阵合同
相似,等价的关系
1、联系:矩阵的合同、相似、等价三种关系都具有等价关系,因为三者均具有自反性、对称型和传递性
2、合同、相似、等价之间的递推关系 ① 相似等价:A,B 同型且 ② 合同等价:同型且 ③ 相似与合同之间一般情况不能递推,但有一下附加条件时可以 Ⅰ、若 A,B 均为实对称矩阵,则有 A,B 一定可以合同于对角矩阵当时,二次型与有相同的标准型,即二者有相同的正负惯性指数即有Ⅱ、存在一个正交矩阵 P,即使得即则有 即有Ⅲ、若 A