情程值间年台二使型 第一节方阵的特征值与特征向量 一、 特征值与特征向的概念 >二、特征值与特征向的求法 三、特征值与特征向的性质 >四、小节、思考题
第一节 方阵的特征值与特征向量 特征值问题与二次型 一、特征值与特征向量的概念 三、特征值与特征向量的性质 二、特征值与特征向量的求法 四、小节、思考题
主王王王 一、特征值与特征向量的概念 定义1设A是n阶矩阵，如果数2和n维非零列向量x 使关系式 Ax=Ax 成立，那末，这样的数称为方阵A的特征值，非零向 量x称为A的对应于特征值2的特征向量， 说明1.特征向量≠0，特征值问题是对方阵而言的 2.n阶方阵A的特征值，就是使齐次线性方程组 (A-2I)x=0有非零解的2值，即满足方程A-I =0的2都是矩阵A的特征值
说明: 1.特征向量x 0,特征值问题是对方阵而言的. ( ) 0 . 0 , 2. , 的 都是矩阵 的特征值 有非零解的 值 即满足方程 阶方阵 的特征值 就是使齐次线性方程组 A A I x A I n A = − = − 一、特征值与特征向量的概念 . , , , 1 , 量 称为 的对应于特征值 的特征向量 成立 那末 这样的数 称为方阵 的特征值 非零向 使关系式 定义 设 是 阶矩阵 如果数 和 维非零列向量 x A A Ax x A n n x =
3.A-I=0 011-2 L12 Cin → 21 22-λ A2n =0 An An2 称以2为未知数的一元次方程A一2I=0 为A的特征方程. 记f(2)=A-2I,它是的n次多项式称其 为方阵A的特征多项式 回
3. A− I = 0 0 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 1 = − − − n n nn n n a a a a a a a a a 称 以为未知数的一元 n次方程 A− I = 0 为A的 特征方程 . 记 f () = A− I ,它是的n次多项式,称其 为方阵A的 特征多项式
4.设n阶方阵A=(a)的特征值为21,2，…， 2n,则有 (I)+2+…+2n=41+a22++4m (2)222…2n=A. 证：1)由2I-A=(2-)2-2)(-2m) 2-11 -12 -l21 λ-22 -2n -An2 ..-m
( ) 则有 设 阶方阵 的特征值为 , 4. , , , 1 2 n n A aij = (2) . 12 n = A 证：(1) ( )( ) ( ) A 1 2 n 由I − = − − − n n nn n n a a a a a a a a a − − − − − − − − − = 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 2 1 (1) 1 + 2 ++ n = a1 1 + a2 2 ++ ann；
比较第二个等号两端2-项的系数，知 等号左端2"-的系数为 -(2+九2+…+2n) 而根据行列式的展开定义，知右端2-项的系数为 -(a11+a22+…+am) 由同次项系数应该相等，知成立 (1)1+2+…+九n=011+22+…+m 证：(2)由A-2I=(乙-2)(22-)(2m-) 既然是等式，即对的任意取值都成立，故以 入=0代入上式，即得 (2)12…2n=A
比较第二个等号两端 n−1项的系数，知 ( ) − a11 + a22 ++ ann 而根据行列式的展开定义，知 右端 n−1项的系数为 等号左端 n−1的系数为 ( ) − 1 + 2 ++ n 由同次项系数应该相等，知成立 (1) ; 1 + 2 ++ n = a1 1 + a2 2 ++ ann 证：(2) 由A− I = (1 − )(2 − )(n − )， 既然是等式，即对 的任意取值都成立，故以 = 0代入上式，即得 (2) . 12 n = A