题目
实对称矩阵对应于不同特征值的特征向量必相互正交。A. 对B. 错
实对称矩阵对应于不同特征值的特征向量必相互正交。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
步骤 1:定义实对称矩阵
实对称矩阵是指矩阵中的元素满足 a_{ij} = a_{ji},即矩阵关于主对角线对称。
步骤 2:特征值和特征向量
对于一个矩阵 A,如果存在非零向量 x 和标量 λ,使得 Ax = λx,则称 λ 是 A 的特征值,x 是 A 对应于特征值 λ 的特征向量。
步骤 3:实对称矩阵的性质
实对称矩阵的一个重要性质是其特征值都是实数,且对应于不同特征值的特征向量是正交的。这是因为,如果 λ1 和 λ2 是实对称矩阵 A 的两个不同的特征值,x1 和 x2 分别是 A 对应于 λ1 和 λ2 的特征向量,则有:
A x1 = λ1 x1
A x2 = λ2 x2
由于 A 是实对称矩阵,所以 A = A^T,其中 A^T 表示 A 的转置矩阵。因此,有:
x1^T A x2 = x1^T (λ2 x2) = λ2 (x1^T x2)
x2^T A x1 = x2^T (λ1 x1) = λ1 (x2^T x1)
由于 A = A^T,所以 x1^T A x2 = x2^T A x1,因此有:
λ2 (x1^T x2) = λ1 (x2^T x1)
由于 λ1 ≠ λ2,所以 x1^T x2 = 0,即 x1 和 x2 正交。
实对称矩阵是指矩阵中的元素满足 a_{ij} = a_{ji},即矩阵关于主对角线对称。
步骤 2:特征值和特征向量
对于一个矩阵 A,如果存在非零向量 x 和标量 λ,使得 Ax = λx,则称 λ 是 A 的特征值,x 是 A 对应于特征值 λ 的特征向量。
步骤 3:实对称矩阵的性质
实对称矩阵的一个重要性质是其特征值都是实数,且对应于不同特征值的特征向量是正交的。这是因为,如果 λ1 和 λ2 是实对称矩阵 A 的两个不同的特征值,x1 和 x2 分别是 A 对应于 λ1 和 λ2 的特征向量,则有:
A x1 = λ1 x1
A x2 = λ2 x2
由于 A 是实对称矩阵,所以 A = A^T,其中 A^T 表示 A 的转置矩阵。因此,有:
x1^T A x2 = x1^T (λ2 x2) = λ2 (x1^T x2)
x2^T A x1 = x2^T (λ1 x1) = λ1 (x2^T x1)
由于 A = A^T,所以 x1^T A x2 = x2^T A x1,因此有:
λ2 (x1^T x2) = λ1 (x2^T x1)
由于 λ1 ≠ λ2,所以 x1^T x2 = 0,即 x1 和 x2 正交。