如何判断矩阵合同、相似、等价?

如题所述

1、矩阵等价

矩阵A与B等价必须具备的两个条件:

(1)矩阵A与B必为同型矩阵(不要求是方阵);

(2)存在s阶可逆矩阵p和n阶可逆矩阵Q, 使B= PAQ。

2、矩阵A与B合同

必须同时具备的两个条件:

(1) 矩阵A与B不仅为同型矩阵而且是方阵;

(2) 存在n阶矩阵P:  P^TAP= B。

3、矩阵A与B相似

必须同时具备两个条件:

(1)矩阵A与B不仅为同型矩阵,而且是方阵;

(2)存在n阶可逆矩阵P,使得P^-1AP= B。

扩展资料

矩阵的相似,实际上两个相似矩阵描述的是同一个线性变换,只是在不同基底下的坐标表示。相似矩阵的特征值相同,秩也相同,方阵对应的行列式也相同。

判断两个矩阵是否相似,一般的题型是看两个矩阵能否相似于同一对角阵。同时两个矩阵相似,其对应的以矩阵为变量的两个函数也相似。

矩阵的合同是在二次型的背景下提出来的,理解合同就针对二次型里的对称阵,给一个二次型,我们可以写成矩阵表达形式,做一系列的可逆变换,新得到的表示二次型的矩阵,就是与原矩阵合同的新矩阵。

对于对称阵,两矩阵合同的重要条件是正负惯性指数相同,也就是正特征值的个数,负特征值的个数相同。

矩阵相似与否和合同与否没有直接关系,但在我们的考试当中,一般考察对称阵,在对称阵的前提下,矩阵相似一定合同,合同不一定相似。相似要求特征值一样,合同只要求特征值的正负性一样。

参考资料来源:百度百科-合同矩阵

参考资料来源:百度百科-相似矩阵

参考资料来源:百度百科-等价矩阵

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  推荐于2019-08-20

1、合同即特征值正负0个数分别相同;

2、相似,特征值相同且都可以对角化或者说特征值相同且都有n个线性无关特征向量;

3、等价,秩相等;

合同和相似是特殊的等价关系。

等价一般是指可以通过初等变换变成另一个,本质上只需要两个矩阵秩相同就可以了。是个很宽泛的条件,应用不大。

A相似于B,是存在非异矩阵P,使得PAP^-1=B,这个是线性代数或者高等代数里面最重要的关系,高等代数一半左右都在研究这个。相似可以推出等价。

合同和上面看起太有点像,是存在非异矩阵P,使得PAP‘=B,注意,这里P’是P的转置,而非逆阵。这一般应用在二次型理论上面。合同也可以推出等价。合同的条件是两个矩阵惯性系数一样。就是说正特征,负特征数目一样。

如果矩阵是正规矩阵,那么相似可以推出合同。

ps,研究合同时往往要求矩阵是对称阵。对称阵都是正规阵。

扩展资料:

合同关系是一个等价关系,也就是说满足:

1、反身性:任意矩阵都与其自身合同;

2、对称性:A合同于B,则可以推出B合同于A;

3、传递性:A合同于B,B合同于C,则可以推出A合同于C;

4、合同矩阵的秩相同。

矩阵合同的主要判别法:

设A,B均为复数域上的n阶对称矩阵,则A与B在复数域上合同等价于A与B的秩相同。

设A,B均为实数域上的n阶对称矩阵,则A与B在实数域上合同等价于A与B有相同的正、负惯性指数(即正、负特征值的个数相等)。

设A,B是数域P上两个n*n矩阵:

(1) A与B相似的充分必要条件是它们的特征矩阵  与  等价。

(2) A与B相似的充分必要条件是它们有相同的不变因子。

(3) 两个同级复数矩阵相似的充分必要条件是它们有相同的初等因子。

参考资料来源:百度百科——合同矩阵

参考资料来源:百度百科——矩阵相似

参考资料来源:百度百科——等价矩阵

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第2个回答  2019-02-24

判断矩阵合同

(1)因为合同必等价,所以,若两个矩阵的秩不相同,则它们不是合同的。

若存在可逆矩阵C, 使得 C'AC = B, 则A与B合同 , 这是从定义的角度考虑。

(2)若给两个显式矩阵,判断它们是否合同,只能把它们化成标准形, 比较它们的正负惯性指数。

正负惯性指数分别相等则合同,否则不合同。

判断矩阵相似

设A,B为n阶矩阵,如果有n阶可逆矩阵P存在,使得P^(-1)*A*P=B成立,则称矩阵A与B相似,记为A~B。

判断矩阵等价

(1)按定义,如果存在可逆阵P、Q,使P*A*Q=B,则称A与B等价。

(2)相似的两个矩阵一定是等价的矩阵。等价矩阵未必相似。

扩展资料:

合同矩阵的性质

1、反身性:任意矩阵都与其自身合同

2、对称性:A合同于B,则可以推出B合同于A

3、传递性:A合同于B,B合同于C,则可以推出A合同于C

4、合同矩阵的秩相同

等价矩阵的性质

1、矩阵A和A等价(反身性)

2、矩阵A和B等价,那么B和A也等价(等价性)

3、矩阵A和B等价,矩阵B和C等价,那么A和C等价(传递性)

4、矩阵A和B等价,那么IAI=KIBI。(K为非零常数)

5、具有行等价关系的矩阵所对应的线性方程组有相同的解

参考资料来源:百度百科-合同矩阵

参考资料来源:百度百科-相似矩阵

参考资料来源:百度百科-等价矩阵

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第3个回答  推荐于2018-03-20
1.合同即特征值正负0个数分别相同
2.相似,特征值相同且都可以对角化或者说特征值相同且都有n个线性无关特征向量
3.等价,秩相等
合同和相似是特殊的等价关系本回答被网友采纳
第4个回答  2012-05-20
1.合同即特征值正负0个数相同
2.相似,特征值相同
3.等价,秩相等