一个对称矩阵乘一个可逆矩阵还是对称矩阵吗?请证明。
时间: 2024-05-29 18:09:24 浏览: 467
一个对称矩阵乘以一个可逆矩阵仍然是对称矩阵。
证明:
设$A$为对称矩阵,$B$为可逆矩阵,则$AB$是对称矩阵等价于$(AB)^T=AB$。
由矩阵乘法的定义可得:$(AB)^T=B^TA^T$,因为$A$是对称矩阵,所以$A=A^T$,代入得到:$(AB)^T=B^TA^T=B^TA$。
考虑$(AB)^T$和$AB$的元素是否相等,即$(AB)^T_{ij}=AB_{ij}$是否成立。
$(AB)^T_{ij}=B^TA_{ji}$,而$AB_{ij}$可以用矩阵乘法展开为$(AB)_{ij}=\sum_{k=1}^n A_{ik}B_{kj}$。
因为$B$是可逆矩阵,所以$B^T$也是可逆矩阵,因此$(AB)^T_{ij}=B^TA_{ji}=\sum_{k=1}^n B_{jk}^{-1}A_{ki}B_{kj}$。
由对称矩阵的定义可得$A_{ki}=A_{ik}$,因此$(AB)^T_{ij}=\sum_{k=1}^n B_{kj}^{-1}A_{ik}B_{jk}$。
注意到右边的式子与$(AB)_{ij}$是完全一样的,因此$(AB)^T=AB$,即$AB$是对称矩阵。证毕。
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对称矩阵一定可逆吗?
不一定。
对称矩阵是指矩阵的转置矩阵等于它本身,即A=A^T。如果对称矩阵A可逆,那么它的逆矩阵A^-1也是对称矩阵。但是,并非所有的对称矩阵都是可逆的。
一个对称矩阵是可逆的充分必要条件是它的所有特征值都不为0。如果对称矩阵A存在一个特征值为0,那么它的行列式det(A)为0,因此A不可逆。
举个例子,下面这个对称矩阵就不可逆,因为它的特征值为0:
```
A = [ 1 2 3 ]
[ 2 4 6 ]
[ 3 6 9 ]
```
因此,对称矩阵不一定可逆,它的可逆性取决于其特征值是否都不为0。
matlab矩阵的实对称矩阵a,求出可逆矩阵p
在MATLAB中,可以使用函数`symeig`来求解实对称矩阵`a`的特征值和特征向量。根据实对称矩阵的性质,其特征值是实数,并且特征向量可以构成正交矩阵。
首先,我们可以使用`symeig`函数求出实对称矩阵`a`的特征值和特征向量。代码如下:
```matlab
[V, D] = symeig(a);
```
其中,`V`是一个包含特征向量的矩阵,`D`是一个包含特征值的对角矩阵。
因为实对称矩阵的特征向量是正交的,我们可以使用`p`来表示特征向量矩阵`V`的转置。即`p = V'`。
最后,我们需要检查特征值是否为零。如果特征值中存在零值,那么矩阵`a`是不可逆的。如果特征值全都非零,则矩阵`a`可逆。
综上所述,可以使用以下代码求解实对称矩阵`a`的可逆矩阵`p`:
```matlab
[V, D] = symeig(a);
if any(diag(D) == 0)
disp('矩阵a不可逆');
else
p = V';
disp('矩阵a可逆');
end
```
需要注意的是,上述代码假设矩阵`a`是实对称矩阵,并且使用的是`symeig`函数。如果矩阵`a`不是实对称矩阵,或者使用其他求解特征值和特征向量的函数,可能需要相应的修改。
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