對角矩陣
例子
(a000b000c),(100020000),(1007),(2){\displaystyle {\begin{pmatrix}a&0&0\\0&b&0\\0&0&c\end{pmatrix}},{\begin{pmatrix}1&0&0\\0&2&0\\0&0&0\end{pmatrix}},{\begin{pmatrix}1&0\\0&7\end{pmatrix}},{\begin{pmatrix}2\end{pmatrix}}}
均為對角矩陣
矩陣運算
[a1a2? ? -->an]+[b1b2? ? -->bn]=[a1+b1a2+b2? ? -->an+bn]{\displaystyle {\begin{bmatrix}a_{1}&&&\\&a_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}\end{bmatrix}}+{\begin{bmatrix}b_{1}&&&\\&b_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&b_{n}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}a_{1}+b_{1}&&&\\&a_{2}+b_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}+b_{n}\end{bmatrix}}}
[a1a2? ? -->an][b1b2? ? -->bn]=[a1b1a2b2? ? -->anbn]{\displaystyle {\begin{bmatrix}a_{1}&&&\\&a_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}b_{1}&&&\\&b_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&b_{n}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}a_{1}b_{1}&&&\\&a_{2}b_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}b_{n}\end{bmatrix}}}
[a1a2? ? -->an]? ? -->1=[a1? ? -->1a2? ? -->1? ? -->an? ? -->1]{\displaystyle {\begin{bmatrix}a_{1}&&&\\&a_{2}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}\end{bmatrix}}^{-1}={\begin{bmatrix}a_{1}^{-1}&&&\\&a_{2}^{-1}&&\\&&\ddots &\\&&&a_{n}^{-1}\end{bmatrix}}} 當且僅當 a1,a2,? ? -->,an{\displaystyle a_{1},a_{2},\cdots ,a_{n}} 均不為零。
性質(zhì)
對角矩陣都是對稱矩陣。
對角矩陣是上三角矩陣及下三角矩陣。
單位矩陣In及零矩陣恒為對角矩陣。一維的矩陣也恒為對角矩陣。
一個對角線上元素皆相等的對角矩陣是數(shù)乘矩陣,可表示為單位矩陣及一個系數(shù)λ的乘積:λI。
一對角矩陣 diag(a1, ..., an) 的特征值為a1, ..., an。而其特征向量為單位向量e1, ..., en。
一對角矩陣 diag(a1, ..., an) 的行列式為a1...an的乘積。
方陣與對角矩陣相似的充分必要條件
n{\displaystyle n}階方陣可進行對角化的充分必要條件是:
n{\displaystyle n}階方陣存在n{\displaystyle n}個線性無關(guān)的特征向量
如果n{\displaystyle n}階方陣存在重復(fù)的特征值,每個特征值的線性無關(guān)的特征向量的個數(shù)恰好等于該特征值的重復(fù)次數(shù)
參考
三角矩陣
對角優(yōu)勢矩陣
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