关于对称矩阵对角化是否会改变其特征值的技术咨询
关于对称矩阵对角化是否会改变其特征值的技术咨询
Hey 你好!先帮你理清一个很容易混淆的点——你说的“对角化”其实对应两种完全不同的操作,得分开来看:
如果是「相似对角化」(也就是找可逆矩阵P,让( P^{-1}AP )变成对角矩阵):这完全不会改变矩阵的特征值!因为相似矩阵的特征值是完全一致的,行列式、迹这些和特征值相关的核心指标也都保持不变。而且你的矩阵是对称矩阵,这就更省心了——实对称矩阵一定可以做正交相似对角化,也就是能找到正交矩阵Q,使得( Q^TAQ )是对角矩阵,对角线上的元素正好就是原矩阵的特征值,这其实就是求对称矩阵特征值的标准方法之一呀!
如果是「初等行变换得到对角形」(比如高斯消元那种行操作):那确实会改变特征值!你回忆得没错,初等行变换里,换行、给某一行乘非零常数这些操作都会改变矩阵的行列式(换行让行列式变号,倍乘k倍让行列式乘k),而行列式正好是所有特征值的乘积,特征值自然就变了。举个简单例子:对称矩阵
[[2,1],[1,2]]的特征值是3和1,要是把第一行乘1/2得到[[1,0.5],[1,2]],这个新矩阵的行列式是1.5,和原矩阵的行列式3差了一倍,特征值肯定不一样了。
给你的小建议:既然你的矩阵是对称的,放心用相似对角化的思路来处理就行——哪怕矩阵复杂,相似对角化后的对角矩阵和原矩阵共享所有特征值,这是完全安全的操作。但千万别用初等行变换得到的对角矩阵来求原矩阵的特征值,那结果肯定不对。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Mich Vaughan




