关于{0,1}矩阵是否一定可对角化的技术咨询
关于{0,1}矩阵是否一定可对角化的技术咨询
嘿,这个问题问得很有代表性!其实**{0,1}矩阵并不一定都能对角化**,我给你举个简单的反例就能直观理解:
考虑这个2×2的{0,1}矩阵:
[[1, 1], [0, 1]]
这是一个上三角矩阵,它的特征值只有1,而且代数重数是2(因为特征多项式是$(λ-1)^2$)。接下来我们看它的几何重数——也就是对应特征值1的特征子空间的维度:
解线性方程组$(I - A)\mathbf{x} = 0$(其中$I$是单位矩阵),代入后得到:
[[0, -1], [0, 0]] \mathbf{x} = 0
这个方程组的解空间是一维的(所有形如$k\begin{bmatrix}1\0\end{bmatrix}$的向量,$k$为常数),所以几何重数是1,明显小于代数重数2。根据对角化的判定条件,当某个特征值的几何重数不等于代数重数时,矩阵就不可对角化。
你之前试的例子可能大多是对称的{0,1}矩阵(比如图的邻接矩阵这类),而对称矩阵确实都是可对角化的,但非对称的{0,1}矩阵就可能出现不可对角化的情况啦。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Duber




