一个线性代数问题,求解如图所示矩阵的特征值,谢谢啦。

作者&投稿:淡屈 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
一个线性代数问题,求解图中A^TA的特征值,要过程,谢谢大家啦~

这里的A是对称方阵
那么A^T A实际上也就是A^2
所以其特征值就是A的特征值再平方
于是设A的特征值为λ,得到行列式|A-λE|=
4-λ -1 1
-1 4-λ -2
1 -2 4-λ r3+r2
=
4-λ -1 1
-1 4-λ -2
0 2-λ 2-λ c2-c3
=
4-λ -2 1
-1 6-λ -2
0 0 2-λ 按第3行展开
=(2-λ)(λ^2-10λ+22)=0
于是解得λ=2,5+根号3,5-根号3
那么再进行平方之后
得到A^T A的特征值为4,28+10根号3,28-10根号3

三阶的直接套公式,计算det(A-sE)=det(B-sE)即可,没必要求特征值

A 是对称矩阵, 则 (A^T)A = A^2.
|λE-A| =
|λ-4 1 -1|
| 1 λ-4 2|
|-1 2 λ-4|
= (λ-4)^3 - 6(λ-4) - 4
= (λ-4+2)[(λ-4)^2-2(λ-4)-2]
= (λ-2)(λ^2-10λ+22)
得 A 的特征值为 2, 5-√3, 5+√3
则 (A^T)A 的特征值即 A^2 的特征值是 4, 28-10√3, 28+10√3。

大家好,我们接着更新线性代数系列。小编把线性代数的内容划分成24部分,对应着太极拳24式。上一节中我们学习的是“起手势”,其主要内容是回顾了行列式(determinant)的发展历史及学习了行列式计算的定义法、利用行列式性质的方法、升阶法、降阶法、拉普拉斯(laplace)定理(The big formula)。
拉普拉斯
那么,我们今天接着修炼“左右野马分鬃”的内容,也即行列式计算总结部分的数学归纳法、递推法、拆分法,以及会简单提及一个特殊的行列式-范德蒙德(Vandermonde)行列式,威力巨大,可以拿下行列式的半壁江山。(集中注意力!下面教大家一个别人计算10分钟,你却能口算的方法。)
数学归纳法
首先说明,数学归纳法有2种,第一数学归纳法和第二数学分配方法,我们行列式计算中使用的是第一数学归纳法。
范德蒙德行列式(Vandermonde determina)
范德蒙德行列式
范德蒙德行列式作为一类特殊的行列式,范德蒙德行列式的证明无论是在考研等考试中,还是是在许多数学应用中都会有所用到,我们来看下列的证明过程。
证明过程
当然,如果假设n-1时成立,证明n时也成立,是一样的意思。对于范德蒙德行列式的证明,其实方法不仅限于使用第一类数学归纳法。我们还可以使用递推法、构造多元多项式法,下面我们就来讲述递推法。
数学
递推法
使用递推法的关键在于寻找D、D与D之间的关系式。我们来看又是如何使用递推法来证明范德蒙的行列式。
证明过程
倒数第2步是如何推得倒数第1步的呢,只需要重复上面的步骤,递推即可。除此之外,递推法还普遍适用于三对角行列式的计算。(后面会专门详细更新三对角行列式的计算问题)
数学
拆分法
拆分法在行列式计算中十分重要,它能拿下行列式计算问题的半壁江山。当然,也要求我们有一点逻辑思维能力。经常有同学问我特征值的计算问题,求解特征值使用公式|λE-A|,最后都归结为一个含有λ的行列式计算问题。从而计算过程变得较为复杂,正确率也急剧下降。可如果你学会了拆分法,会下面这道题,你可以直接口算出正确答案。
例题
在前面的文章中,我们已经提到了这道题,是小编大学时的笔记,给出了4种解法。我们下面主要来梳理拆分法的逻辑过程。
问题分析:观察行列式,我们发现行列式的主对角线上元素都为a,其余元素都为b。自然的,我们会想如果把全部的a都变成b,或者能把一个a变成一个b,那问题就变得简单了。由此,我们把第1行第1列a变成a-b+b,第1列的b改为0+b,再利用行列式拆分的性质,从而得到了一个递推式,观察发现它是一个等差数列,利用高中数列知识求解即可。(需要注意的是,要把a等于b的情况单独列出来。)如下图所示
解题过程
若按前面提到的,把所有的b都改为a-b+b,利用行列式的拆分性质,我们可以拆分为2个行列式。在利用若行列式两行或两列相同,那么行列式的值为0的性质。最后,只剩下两类行列式。
拆分
①全为b的列只能出现一次,其余为一个a-b和n-1个0组成的列。全为b的列有从第1列到第n列的n种情况,如下图
1
②第2种情况就是全部都取a-b和0组成的列,如下图
2
第1种情况的n倍,加上第2种情况就是我们上面的答案了。
数学
说到这里,有些同学可能会说觉得难。其实不然,线性代数还只是一门基础学科,大家会觉得难,只是没有真正地理解线性代数,例如,不知道矩阵是用来描述线性空间中元素的变换的。
给大家推荐一本全球300多所名校都在用的,京东一个店的好评高达4万多的,某瓣评分9.0的线性代数教材《Linear Algebra Done Right》,作者Sheldon Axler,国内有翻译版《线性代数应该这样学》。
这本教材避开了从抽象晦涩、一脸懵的行列式、矩阵讲解,带你真正的理解什么才是线性代数,而不是填鸭式的学习。这本书无论是在对线性代数的学习,还是对在工作的程序员,都是十分重要的必修课。
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线性代数问题,如图求步骤
[1 0 2 1 0][0 1 -1 2 0][0 0 0 0 1][9 0 0 0 0]r(A)=r(a1,a2,a3,a4,a5) = 3 a1, a2, a5 是一个极大线性无关组。a3 = 2a1-a2, a4 = a1+2a2

线性代数行列式问题求解
求解行列式,详细过程如图所示

求解这两个线性代数的题,要详细过程。自己一直算不正确……
AX=B, 则X=A-1B下面使用初等行变换来求X 1 2 3 1 2 0 1 2 0 1 4 5 3 -1 0 第3行, 加上第1行×-4 1 2 3 1 2 0 1 2 0 1 0 -3 -9 -5 -8 第1行,第3行, 加上第2行×-2,3 1 0 ...

求问几个线性代数的小问题,求各位高手看一眼~
1. 可以。 正因为如此,对于任何一个向量组,若其中有零向量,则这个向量组必为线性相关的。2. 算。 只要有解就可以。只有一组解,说明b可以唯一的由a1,a2,a3线性表出。如有多组解,则b仍可以用a1,a2,a3线性表出,只是b线性表示不唯一。3.对。 Ax=b有解的条件是:A的列向量与b组成...

求助一个线性代数问题
求助一个线性代数问题 设A为3阶方阵,|A|=0,A的第一行元素为1,-1,1,A的第二行元素的代数余子式为2,a,3,则Ax=0的通解为... 设A为3阶方阵,|A|=0,A的第一行元素为1,-1,1,A的第二行元素的代数余子式为2,a,3,则Ax=0的通解为 展开 ...

求这道线性代数题目的解答。
---解一--- 第一个方程乘以-2加到第二个方程上去,得-x4=-2,所以x4=2 第一个方程乘以-1加到第三个方程上去,得x3-2x4=1。代入x4=2得x3=5 把x3=5,x4=2代入第一个方程得x1++2x2=5 取x2=c,则x1=5-2c,所以方程组的通解是x=(x1,x2,x3,x4)'=(5-2c,c,5,2)'=(...

问几个线性代数的题目。。。
a2,a3)= 1 4 1 2 -1 -3 1 -5 -4 3 -6 -7 r4-r2-r3, r2-r1-r3, r3-r1 1 4 1 0 0 0 0 -9 -5 0 0 0 r3*(-1\/9), r1-4r3 1 0 -11\/9 0 0 0 0 1 5\/9 0 0 0 a1,a2 是一个极大线性无关组 a3 = -(11\/9)a1 + (5\/9)a2....

线性代数题目求解2道
1. 若a1 a2 a3线性相关,必存在不全为0的三个数x1 x2 x3使得 x1a1+x2a2+x3a3=0. 转换成求齐次方程非零解的问题,由a1 a2 a3构成的系数矩阵的行列式为0,求的k=5. 求的a3=2a2-a1.2. 若A为系数矩阵:x1+3x3-2x4=0 x2+x3+3x4=0 若A为增广矩阵:x1+3x3=-2 x2+x3=3 希望...

线性代数的问题,具体见图。求解答。
平面1与平面2交于直线 x\/1 = (y+5)\/2 = (z-5)\/(-3),平面2与平面3交于直线 x\/1 = (y+10)\/2 = (z-10)\/(-3),平面1与平面3交于直线 x\/1 = (y+6)\/2 = (z-2)\/(-3),这三条直线互相平行,无公共点,因此它们的公共点集合是 Φ (空集)。

线性代数矩阵问题求解
r(A-E)=2<3 说明A-E不可逆,即|A-E|=0 则A有特征值1 又因为A-3E不可逆,同理得知A有特征值3 又因为|E+A|=0,则A有特征值-1 而A与B相似,则有相同特征值,因此B也有特征值1,3,-1 因此B+2E有特征值1+2=3,3+2=5,-1+2=1 因此|B+2E|=3*5*1=15 二次型规范型是3z...

汉阳区15362999477: 线性代数,解矩阵方程AX+B=X,其中如图 -
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汉阳区15362999477: 线性代数求分块矩阵的伴随矩阵的一个疑问,如图,比如这种情况C的伴随矩阵如何解得? -
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汉阳区15362999477: 线性代数的题,如图所示:第一个矩阵的第一行是经过了什么样的行变换,才变成了第二个矩阵? -
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晁昌复方: 设A=(左上为B,左下为O,右上为C,右下为D),分别求出B^n,C^n,D^n其中B^n=(左上为1,左下为0,右上为1,右上为0)C^n=零矩阵,D^n=B^n.则A^n=(左上为B^n,左下为O,右上为C^n,右下为D^n),最后将数代入即可.少侠们,别看见字多就晕,我以前也犯这个毛病,最后对文字表述与理解不太敏感.有用的话,望大家采纳🍀🍀🍀

汉阳区15362999477: 线性代数矩阵问题求解,如图第四题 -
晁昌复方: 4. |A| = |α β β||β α β||β β α| |A| = |α+2β β β||α+2β α β||α+2β β α| |A| = | α+2β β β||0 α-β 0||0 0 α-β||A| = (α+2β)(α-β)^2R(A*) = 1, 则R(A)= 3 - 1 = 2当 α+2β = 0 , 即 α = -2β ≠ 0 时A = [-2β β β][ β -2β β][ β β -2β]行初等变换为 [ 1 1 -2][ 1 -2 1][-2 1 1]行初等变换为 ...

汉阳区15362999477: 线性代数 求对角矩阵 题目如图 谢谢 -
晁昌复方: 0,2,2是特征根, 特征向量分别为 (1/sqrt(2), -1/sqrt(2), 0), (1/sqrt(2), 1/sqrt(2), 0), (0, 0, 1)

汉阳区15362999477: 线性代数中的矩阵问题,题目在下图,求3个问题的详细步骤 -
晁昌复方: (1)(AA)^T=A^T A^T=(-A)(-A)=A^2(2)(AB-BA)^T=(AB)^T-(BA)^T=B^T A^T-A^T B^T=BA-AB(3)

汉阳区15362999477: 线性代数矩阵计算问题 如图 划线地方求点解 -
晁昌复方: 比如说B=PXP^{-1},那么B^2=PXP^{-1}PXP^{-1}=PX^2P^{-1}类似地可以推出B^n=PX^nP^{-1}这个是推导出来的,不是拍拍脑袋猜出来的

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