老師,能不能幫我證明一下“實對稱矩陣的特徵值一定是實數,其特徵向量一定是實向量”,謝謝!不勝感激

時間 2021-08-11 17:38:48

1樓:匿名使用者

證明: 設λ是實對稱矩陣a的特徵值, α是a的屬於特徵值λ的特徵向量即有 a'=a, a共扼=a, aα=λα, α≠0.

考慮 (α共扼)'aα = (α共扼)'a'α = (aα共扼)'α = ((aα)共扼)'α

所以 λ(α共扼)'α = (λ共扼)(α共扼)'α因為 α≠0, 所以 (α共扼)'α≠0.

所以 λ = λ共扼

即λ是實數.

2樓:電燈劍客

如果a是實對稱矩陣,(λ,x)是a的特徵對,即ax=λx,那麼x^h*ax=λx^h*x,這裡x^h表示x轉置共軛。注意x^h*x是正實數,x^h*ax是實數(對它取轉置共軛來驗證),所以λ是實數。

譜分解也很容易證明,由於λ是實數,x可以取成實向量且模長為1,將x張成正交陣q,即取一個以x為第一列的正交陣q,那麼q^t*a*q是分塊對角陣diag,b仍然是實對稱陣,歸納即可。

至於複數有什麼用,這個不是一兩句能講清楚的,你記住複數很有用就行了,如果要具體一點就記住複數有良好的代數和拓撲性質,這個要等你學得深入了才能理解。

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