对角矩阵

    对角矩阵(diagonal matrix)是一个主对角线之外的元素皆为0的矩阵,常写为diag(a1,a2,...,an) 。对角矩阵可以认为是矩阵中最简单的一种,值得一提的是:对角线上的元素可以为 0 或其他值,对角线上元素相等的对角矩阵称为数量矩阵;对角线上元素全为1的对角矩阵称为单位矩阵。对角矩阵的运算包括和、差运算、数乘运算、同阶对角阵的乘积运算,且结果仍为对角阵。

定义

    
(1)对角矩阵形如:
(2)对角矩阵可以记作:
   
[2]  
(3)当
   
时,对角阵
   
称为数量矩阵。
(4)当
   
时,叫做 单位矩阵,记作E,有
   


运算规律

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和差运算

同阶对角阵的和、差仍是对角阵,有: [2]  

数乘运算

数与对角阵的乘积仍为对角阵,有: [2]  

乘积运算

同阶对角矩阵的乘积仍为对角阵,且它们的乘积是可交换的,有: [2]  

矩阵相似于对角矩阵的条件

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充要条件

n阶矩阵A相似于对角矩阵的充要条件是A有n个线性无关的 特征向量

推论

若n阶矩阵A有n个不同的特征值,则A必能相似于对角矩阵。 [3]  
说明:当A的特征方程有 重根时.就不一定有n个 线性无关的 特征向量,从而未必能 对角化。

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