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所有等价关系

Kamimika...大约 1 分钟学习笔记

所有等价关系

  1. 相抵B=PAQ\mathbf B = \mathbf P \mathbf A \mathbf Q (P,Q\mathbf P, \mathbf Q 为可逆矩阵)
  2. 相似 \leftarrow 相抵 B=P1AP\mathbf B = \mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf P
  3. 正交相似 \leftarrow 相似 + 合同 B=P1AP=PTAP\mathbf B = \mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf P = \mathbf P^T \mathbf A \mathbf P (P1=PT\mathbf P^{-1} = \mathbf P^T, P\mathbf P 为正交矩阵)
  4. 合同 \leftarrow 相抵 B=PTAP\mathbf B = \mathbf P^T \mathbf A \mathbf P (P\mathbf P 为可逆矩阵)

四种都是等价关系

相抵相似正交相似合同
相抵相似 + 合同相抵
B=PAQ\mathbf B = \mathbf P \mathbf A \mathbf QB=P1AP\mathbf B = \mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf PB=P1AP=PTAP\mathbf B = \mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf P = \mathbf P^T \mathbf A \mathbf PB=PTAP\mathbf B = \mathbf P^T \mathbf A \mathbf P
AB\mathbf A \cong \mathbf BAB\mathbf A \sim \mathbf BAB\mathbf A \simeq \mathbf B
相同的(r(A)=r(B)r(\mathbf A) = r(\mathbf B))相同的特征值(λi\lambda_i)、行列式(λi\prod \lambda_i)、(λi\sum \lambda_i)正负惯性指数相等(p,qp, q), 正定性不变
初等变换的乘积对角化实对称矩阵必能正交相似与对角阵判断正负定矩阵

注意

判断矩阵是否满足等价关系可以通过性质排除特征不相同的选项

注意

注意:对于实对称矩阵, 相似     \iff 正交相似, 但 合同 \nRightarrow 正交相似 若 AB\mathbf A \sim \mathbf B, 则 P1AP=PTAP=Λ\mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf P = \mathbf P^T \mathbf A \mathbf P = \mathbf \LambdaQ1BQ=QTBQ=Λ\mathbf Q^{-1} \mathbf B \mathbf Q = \mathbf Q^T \mathbf B \mathbf Q = \mathbf \Lambda 所以 A=PQ1BQP1=PQTBQPT\mathbf A = \mathbf P \mathbf Q^{-1} \mathbf B \mathbf Q \mathbf P^{-1} = \mathbf P \mathbf Q^T \mathbf B \mathbf Q \mathbf P^TA,B\mathbf A, \mathbf B 正交相似

AB\mathbf A \simeq \mathbf B 则无相关结论, 故不可推出相似

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贡献者: wzh656
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