正交矩陣的特徵值是不是一定不等於零

時間 2021-12-20 13:45:17

1樓:

是。一定等於1或-1。

證明如下:

設λ是正交矩陣a的特徵值,x是a的屬於特徵值λ的特徵向量,即有 ax = λx,且 x≠0。兩邊取轉置,得 x^ta^t = λx^t 所以 x^ta^tax = λ^2x^tx,因為a是正交矩陣,所以 a^ta=e,所以 x^tx = λ^2x^tx,由 x≠0 知 x^tx 是一個非零的數,故 λ^2=1,所以 λ=1或-1。

如果:aat=e(e為單位矩陣,at表示「矩陣a的轉置矩陣」。)或ata=e,則n階實矩陣a稱為正交矩陣,若a為正交陣,則滿足以下條件 :

1、at的各行是單位向量且兩兩正交

2、at的各列是單位向量且兩兩正交

3、(ax,ay)=(x,y)x,y∈r

4、|a|=1或-1

5、正交矩陣通常用字母q表示。

2樓:未來郭猓

一定等於1或-1。正交矩陣乘其轉置為單位陣,所以它的行列式的平方等於1。所以正交矩陣的行列式等於1或-1。

3樓:飛宵完顏飛荷

正交矩陣的特徵值是±1,

正交矩陣a滿足a'=a^(-1)

a'與a有相同的特徵多項式,故特徵值一樣,設為λ1,λ2,λ3,那麼易知a^(-1)的特徵值是1/λ1,1/λ2,1/λ3,由於a'=a^(-1),1/λ1=λ1,1/λ2=λ2,1/λ3=λ3,

得出λ1=±1,λ2=±1,λ3=±1,

(注意3個特徵值不一定相等)

4樓:電燈劍客

顯然正交陣可逆, 當然沒有零特徵值.

正交矩陣的特徵值一定是實數嗎? 15

5樓:匿名使用者

是的名詞解釋

正交矩陣

正交矩陣是實數特殊化的酉矩陣,因此總是正規矩陣。儘管我們在這裡只考慮實數矩陣,這個定義可用於其元素正交矩陣來自任何域的矩陣。正交矩陣畢竟是從內積自然引出的,對於複數的矩陣這導致了歸一要求。

要看出與內積的聯絡,考慮在 n 維實數內積空間中的關於正交基寫出的向量 v。v 的長度的平方是 vtv。

有多種原由使正交矩陣對理論和實踐是重要的。n×n 正交矩陣形成了一個群,即指示為 o(n) 的正交群,它和它的子群廣泛的用在數學和物理科學中。例如,分子的點群是 o(3) 的子群。

因為浮點版本的正交矩陣有有利的性質,它們是字數值線性代數中很多演算法比如 qr分解的關鍵,通過適當的規範化,離散餘弦變換 (用於 *** 壓縮)可用正交矩陣表示。

階實矩陣 a稱為正交矩陣,如果:a×a′=i

6樓:匿名使用者

正交矩陣的特徵值不一定是實數,比如二階旋轉矩陣[a -b;

b a];

a^2+b^2=1;

令a=cosa b=sina;

此矩陣就是二階旋轉矩陣,此矩陣為反對稱實矩陣,而且此矩陣還是正交矩陣。反對稱實矩陣的特徵值要麼是零,要麼是純虛數。因為正交矩陣的特徵值可能是複數。

7樓:匿名使用者

這個……不一定吧……

0 -1

1 0兩個特徵值是+/- i,i是虛數單位

正交矩陣的特徵值只能是1或-1

8樓:匿名使用者

證: 設a是正交矩陣, λ是a的特徵值, α是a的屬於λ的特徵向量則 a^ta = e (e單位矩陣), aα=λα, α≠0考慮向量λα與λα的內積.

一方面, (λα,λα)=λ^2(α,α).

另一方面,

(λα,λα) = (aα,aα) = (aα)^t(aα) = α^ta^taα

= α^tα = (α,α).

所以有 λ^2(α,α) = (α,α).

又因為 α≠0, 所以 (α,α)>0.

所以 λ^2 = 1.

所以 λ = ±1.

9樓:象長順居念

^設λ是正交矩陣a的特徵值,

x是a的屬於特徵值λ的特徵向量

即有ax

=λx,

且x≠0.

兩邊取轉置,

得x^ta^t

=λx^t

所以x^ta^tax

=λ^2x^tx

因為a是正交矩陣,

所以a^ta=e

所以x^tx

=λ^2x^tx

由x≠0

知x^tx

是一個非零的數

故λ^2=1

所以λ=1或-1.

10樓:匿名使用者

應為"正交矩陣實的特徵值為正負一"

求證 正交矩陣的特徵值只能是1或-1

11樓:匿名使用者

證: 設a是正交矩陣, λ是a的特徵值, α是a的屬於λ的特徵向量則 a^ta = e (e單位矩陣), aα專=λα, α≠0考慮向量λα與λα的屬內積.

一方面, (λα,λα)=λ^2(α,α).

另一方面,

(λα,λα) = (aα,aα) = (aα)^t(aα) = α^ta^taα

= α^tα = (α,α).

所以有 λ^2(α,α) = (α,α).

又因為 α≠0, 所以 (α,α)>0.

所以 λ^2 = 1.

所以 λ = ±1.

線性代數 正交矩陣的特徵值只可能為1或-1嗎?是特徵值,不是行列式!謝謝

12樓:匿名使用者

可能。如果a是正交矩陣,那麼就有a的行列式的平方是1,開方就有負1,而矩陣行列式是各個特徵值的成績,所以······

13樓:匿名使用者

因為正交變換不改變空間裡面向量的長度 所以特徵值是+-1

14樓:匿名使用者

是的 所以它的行列式值只能是1或-1啊 行列式不就是特徵值相乘麼 意思一樣

15樓:數學好玩啊

不是的。

p=1/2 √3/2

√3/2 -1/2

特徵值為1/2±√3/2i

如何證明正交矩陣的特徵值為1或-1

16樓:demon陌

^設λ是正交矩陣a的特徵值,x是a的屬於特徵值λ的特徵向量即有 ax = λx,且 x≠0。

兩邊取轉置,得 x^ta^t = λx^t所以 x^ta^tax = λ^2x^tx因為a是正交矩陣,所以 a^ta=e

所以 x^tx = λ^2x^tx

由 x≠0 知 x^tx 是一個非零的數

故 λ^2=1

所以 λ=1或-1

正交矩陣畢竟是從內積自然引出的,所以對於複數的矩陣這導致了歸一要求。正交矩陣不一定是實矩陣。實正交矩陣(即該正交矩陣中所有元都是實數)可以看做是一種特殊的酉矩陣,但也存在一種復正交矩陣,這種復正交矩陣不是酉矩陣。

17樓:電燈劍客

這題目是錯的,樓上也在反覆用錯誤的回答坑人

證明任何正交矩陣的實特徵值要麼是1要麼是-1

18樓:匿名使用者

樓上回答基bai本正確,不過存在一個du小問題:

a(t)的特徵

zhi值為daoλ內(n)

a(-1)的特徵值為1/λ(n)

因為a(t)=a(-1)

所以λ(n)=1/λ(n)。這步是容不嚴密的。

兩個矩陣相等只能得到他們特徵值構成的集合是相等的,而不是每個對應的特徵值是相等的。

可以這麼證:

設x於b分別是a的特徵向量與特徵值,那麼ax=bx,在上式兩邊同時左乘a'(a的轉置),那麼有x=ix=a'ax=a(bx)=b(bx)=b^2 x

從而b^2 = 1,b=正負1。

19樓:匿名使用者

設矩陣為a(ij)

由於bai是正交矩陣aa(t)=i

所以a(t)=a(-1) ((t)為矩du陣轉置,(-1)為矩陣的逆zhi

設a的特徵

dao值為

版λ(n),則權a(t)的特徵值為λ(n)a(-1)的特徵值為1/λ(n)

因為a(t)=a(-1) λ(n)=1/λ(n)λ(n)^2=1

λ(n)要麼是1,要麼是-1

矩陣特徵值的一道證明題求解,矩陣特徵值的一道證明題求解

ml 9u 12v m 9lu 12lv m 9 5u 12 2v m 45u 24v 45mu 24mv 45 4u 24 10v 180u 240v 20 9u 12v 所以9u 12v是其一個特徵向量,特徵值為20 矩陣特徵值證明題,求求詳細過程 50 設 是a的特徵值,所以a 0是對應的特徵...

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