求线性变换A在指定基下的矩阵B,验证计算方法正确性
你的方向完全正确,一点都没把问题复杂化!这个场景下的标准解法就是你想到的思路:用基向量构造过渡矩阵( S ),再通过公式( B = S^{-1}AS )计算变换在目标基下的矩阵。
我给你拆解下具体步骤,帮你彻底确认:
第一步:构造过渡矩阵( S )
把给定的两个基向量作为列向量排列成矩阵,也就是:
[
S = \begin{bmatrix} 2 & 1 \ 1 & 0 \end{bmatrix}
]第二步:计算( S )的逆矩阵( S^{-1} )
对于2阶矩阵( \begin{bmatrix} a & b \ c & d \end{bmatrix} ),逆矩阵公式是( \frac{1}{ad-bc}\begin{bmatrix} d & -b \ -c & a \end{bmatrix} )。这里( S )的行列式是( 20 - 11 = -1 ),所以逆矩阵为:
[
S^{-1} = \begin{bmatrix} 0 & 1 \ 1 & -2 \end{bmatrix}
]第三步:计算矩阵乘积( S^{-1}AS )
先计算( AS ):
[
AS = \begin{bmatrix} 3 & 1 \ -1 & 4 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} 2 & 1 \ 1 & 0 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 7 & 3 \ 2 & -1 \end{bmatrix}
]
再用( S^{-1} )左乘这个结果:
[
S^{-1}AS = \begin{bmatrix} 0 & 1 \ 1 & -2 \end{bmatrix}\begin{bmatrix}7 & 3 \2 & -1\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}2 & -1 \3 & 5\end{bmatrix}
]
最终得到的( \begin{bmatrix}2 & -1 \3 & 5\end{bmatrix} )就是该线性变换在给定基下的矩阵( B )。
所以你的思路完全没问题,不用纠结自己是不是想复杂了——这就是最直接高效的解法!
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Morgan t

