矩阵相似合同等价 篇一:如何判断矩阵的等价,相似,合同
如何矩阵的等价,相似,合同
(1)A与B 等价:A 可以经一系列初等变换得BPAQBr(A)r(B) (A,B 同型,P,Q 可逆
)判断等价只需同型且秩相等
(2)A 与B相似:P1APB,P 可逆
相似有四个必要条件:秩相同,特征值相同,特征多项式相同,行列式相同,如何判断两个一般的矩阵是否相似,考研大纲并不要求,但是如果A,B相似于相同的对角阵,则由相似关系有传递性知A,B相似
(3)A 与B 合同(仅限于对称矩阵):CTACB(C可逆)A 与B的正负惯性指数相同
判断合同前提都是实对称矩阵,然后判断正负特征值的个数是否完全相同,也即正负惯性指数相同即可
注:A,B 合同A,B 等价 1011A,B 相似A,B 等价,例A,B 等价但不相似 0101 在A,B实对称的前提下,A,B 相似A,B合同
【例1】 判定下列矩阵哪些等价,哪些相似, 哪些合同 111110100000A000,B001,C000,D011
000000000011 矩 阵 相 似 合 同 等 价 --第 1页矩 阵 相 似 合 同 等 价 --第 1页 【解】先看等价:r(A)1,r(B)2,r(C)1,r(D)1,故A,C,D等价
再看相似:r(A)r(C)r(D)1,r(B)2,排除B,考虑A,C,D,A,C的特征值为1,0,0,D的特征值为2,0,0,从而排除D仅仅考虑A,C,A的特征值为1,0,0,且二重特征值0 对应两个线性无关的特征向量
100A相似于对角阵C000,从而A,C相似
000 最后看合同:合同仅限对称阵,仅仅考虑C,D,C 的特征值为1,0,0,D 的特征值为2,0,0,C 的正惯性指数为1,负惯性指数为0,D的正惯性指数也为1,负惯性指数为0,C,D合同
111300【例2】 判断A1