矩阵的类型以及性质

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实矩阵

常见的几种实矩阵有: 实对称矩阵、实反对称矩阵、厄米特矩阵、反厄米特矩阵、正交矩阵、对角矩阵、酉矩阵、正规矩阵

实对称矩阵

定义

AA为对称矩阵、则:

A=AT\begin{aligned} A = A^{T} \end{aligned}

这里左边为矩阵本身,右边为矩阵的转置

性质

对称矩阵必然有nn个实特征向量,并两两正交

实反对称矩阵

定义

AA为对称矩阵,则:

A=AT\begin{aligned} A = -A^{T} \end{aligned}

厄米特矩阵

定义

AA为厄米特矩阵,则

A=AH\begin{aligned} A = A^H \end{aligned}

右边是矩阵的转置共轭矩阵

反厄米特矩阵

定义

AA为反厄米特矩阵,则

A=AH\begin{aligned} A = -A^H \end{aligned}

正交矩阵

定义

AA为正交矩阵,则

AAT=λE\begin{aligned} A * A^{T} = \lambda E \end{aligned}

这里右边为单位矩阵乘一个常数

对角矩阵

定义

AA为对角矩阵,则矩阵仅仅在对角线上对值非零

性质

对角矩阵一定是对称矩阵,对角矩阵的特征值即为对角线上的元素

酉矩阵

定义

AA为酉矩阵,则

AAH=AHA=E\begin{aligned} AA^H = A^HA = E \end{aligned}

正规矩阵

定义

AA为正规矩阵,则

AAH=AHA\begin{aligned} AA^H = A^HA \end{aligned}

实对称矩阵、实反对称矩阵、厄米特矩阵、反厄米特矩阵、正交矩阵、对角矩阵、酉矩阵都是正规矩阵,但正规矩阵远不止这些

矩阵的相似

定义

若满足

A=B1CB\begin{aligned} A = B^{-1}CB \end{aligned}

则AC相似

性质

若两个矩阵相似,则他们的特征值相同