(四)向量的内积与范数 1 .向量的内积与范数设令[x ,y]称为向量 x 与 y 的内积(数量积)
当 x 、 y 为列向量时,用矩阵记号表示,有令|| x ||称为向量 x 的范数(模、长度)
范数等于 1 的向量称单位向量
2 .正交向量组与正交矩阵当 [x ,y] = 0 时,称向量 x 与 y 正交
一组两两正交的非零向量称为正交向量组
定理设 α1, α2, … ,αr为一个正交向量组,则 α1, α2, … ,αr线性无关
设方阵 A 满足 AAT = E (即 AT = A-1) ,则 A 称为正交矩阵
正交阵的行向量组及列向量组都是正交向量组,且每个向量都是单位向量
特征值与特征向量定义 设 A 为 n 阶方阵,假如数 λ 与非零列向量 x 使则数 λ 称为方阵 A 的特征值,非零向量 x 称为 A 的对应特征值入的特征向量
记 f (λ)= | A –λE |,这是 λ 的 n 次多项式,称为矩阵 A 的特征多项式
f (λ)= 0 称为特征方程,特征方程的根就是 A 的特征值
n 阶方阵 A 有 n 个特征值(实的或复的,重根按重数计算个数)
设 λ0是 A 的一个特征值,由于| A –λ0E | = 0 ,故齐次方程( A -λ0E ) x= 0 必有非零解,这个非零解就是对应于特征值 λ0的特征向量
定理设 A 是 n 阶实对称方阵,则 A 的特征值都是实数,且有二个两两正交的特征向量
相似矩阵定义设 A 、 B 都是 n 阶方阵
假如可逆阵 P 使则称 B 是 A 的相似矩阵,也称 A 与 B 相似(或称 A 是 B 的相似矩阵,也称 B 与 A 相似
当 A 与 B 相似时, A 与 B 的秩相等,且 A 与 B 等价
相似矩阵的特征多项式相同,从而特征值相同当 n 阶方阵 A 与对角阵 Λ 相似时,即存在可逆阵 P 使则 Λ 的主对角线