为什么实对称矩阵要施密特正交化才能求出那个可逆矩阵来,从而相似对角化 为什么实对称矩阵要求其正交矩阵,而不是可逆矩阵使其对角化?

\u4e3a\u4ec0\u4e48\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u7684\u76f8\u4f3c\u5bf9\u89d2\u5316\u8981\u7528\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\uff1f

\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u4e5f\u53ef\u4ee5\u7528\u4e00\u822c\u7684\u7531\u7279\u5f81\u5411\u91cf\u7ec4\u6210\u7684\u975e\u5947\u5f02\u9635\u505a\u5bf9\u89d2\u5316\uff0c\u53ea\u4e0d\u8fc7\u5b83\u6709\u7279\u6b8a\u7684\u6027\u8d28\uff08\u5bf9\u79f0\uff09\uff0c\u56e0\u6b64\u6211\u4eec\u5c31\u53ef\u4ee5\u8003\u8651\u7279\u6b8a\u7684\u5bf9\u89d2\u5316\uff0c\u4e5f\u5c31\u662f\u6b63\u4ea4\u76f8\u4f3c\u5bf9\u89d2\u5316\u3002
\u8fd9\u4e48\u505a\u6709\u597d\u5904\uff1a\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u7684\u9006\u77e9\u9635\u5f88\u5bb9\u6613\u6c42\uff0c\u5c31\u662f\u5b83\u7684\u8f6c\u7f6e\uff0c\u4e0d\u50cf\u4e00\u822c\u7684\u53ef\u9006\u9635\u9700\u8981\u534a\u5929\u624d\u80fd\u6c42\u51fa\u6765\u3002\u5982\u679c\u662f\u4e00\u4e2a1000*1000\u7684\u77e9\u9635\u6c42\u9006\uff0c\u90a3\u8981\u591a\u957f\u65f6\u95f4\u624d\u80fd\u505a\u5b8c\uff1f\u4f46\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u5c31\u592a\u5bb9\u6613\u4e86\uff0c\u53ea\u8981\u8f6c\u7f6e\u4e00\u4e0b\u5c31\u884c\u4e86\u3002
\u6269\u5c55\u8d44\u6599\uff1a
\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u4ece\u5185\u79ef\u81ea\u7136\u5f15\u51fa\u7684\uff0c\u6240\u4ee5\u5bf9\u4e8e\u590d\u6570\u7684\u77e9\u9635\u8fd9\u5bfc\u81f4\u4e86\u5f52\u4e00\u8981\u6c42\u3002\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u4e0d\u4e00\u5b9a\u662f\u5b9e\u77e9\u9635\u3002\u5b9e\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\uff08\u5373\u8be5\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u4e2d\u6240\u6709\u5143\u90fd\u662f\u5b9e\u6570\uff09\u53ef\u4ee5\u770b\u505a\u662f\u4e00\u79cd\u7279\u6b8a\u7684\u9149\u77e9\u9635\uff0c\u4f46\u4e5f\u5b58\u5728\u4e00\u79cd\u590d\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\uff0c\u8fd9\u79cd\u590d\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u4e0d\u662f\u9149\u77e9\u9635\u3002
\u628a\u4e00\u4e2a\u89e3\u6790\u5f0f\u53d8\u6210\u4e0e\u5b83\u6052\u7b49\u7684\u53e6\u4e00\u4e2a\u89e3\u6790\u5f0f\uff0e\u4f7f\u7528\u6052\u7b49\u53d8\u6362\u5f80\u5f80\u662f\u5728\u78b0\u5230\u7684\u95ee\u9898\u6bd4\u8f83\u7e41\u6742\u3001\u4e00\u65f6\u96be\u4ee5\u4e0b\u624b\u7684\u65f6\u5019\uff0c\u901a\u8fc7\u6052\u7b49\u53d8\u6362\u628a\u8981\u89e3\u51b3\u7684\u95ee\u9898\u7b80\u5316\uff0c\u7531\u672a\u77e5\u5230\u5df2\u77e5\uff0c\u6700\u7ec8\u89e3\u51b3\u95ee\u9898\uff0e\u6240\u4ee5\uff0c\u6052\u7b49\u53d8\u6362\u7684\u7279\u70b9\u5c31\u662f\uff1a\u5c06\u590d\u6742\u7684\u95ee\u9898\u901a\u8fc7\u8868\u8fbe\u5f62\u5f0f\u7684\u53d8\u5f62\u8f6c\u5316\u6210\u5bb9\u6613\u89e3\u51b3\u7684\u7b80\u5355\u95ee\u9898\u3002
\u5b83\u7684\u6b63\u4ea4\u6027\u8981\u6c42\u6ee1\u8db3\u4e09\u4e2a\u65b9\u7a0b\uff0c\u5728\u8003\u8651\u7b2c\u4e00\u4e2a\u65b9\u7a0b\u65f6\uff0c\u4e0d\u4e22\u5931\u4e00\u822c\u6027\u800c\u8bbep=cos\u03b8,q=sin\u03b8\uff1b\u56e0\u6b64\u8981\u4e48t=−q\uff0cu=p\u8981\u4e48t=q,u=−p\u3002\u6211\u4eec\u53ef\u4ee5\u89e3\u91ca\u7b2c\u4e00\u79cd\u60c5\u51b5\u4e3a\u65cb\u8f6c\u03b8(\u03b8=0\u662f\u5355\u4f4d\u77e9\u9635)\uff0c\u7b2c\u4e8c\u4e2a\u89e3\u91ca\u4e3a\u9488\u5bf9\u5728\u89d2\u03b8/2\u7684\u76f4\u7ebf\u7684\u53cd\u5c04\u3002
\u65cb\u8f6c\u53cd\u5c04\u572845\u00b0\u7684\u53cd\u5c04\u5bf9\u6362x\u548cy\uff1b\u5b83\u662f\u7f6e\u6362\u77e9\u9635\uff0c\u5728\u6bcf\u5217\u548c\u6bcf\u884c\u5e26\u6709\u4e00\u4e2a\u5355\u4e00\u76841(\u5176\u4ed6\u90fd\u662f0)\u3002
\u53c2\u8003\u8d44\u6599\u6765\u6e90\uff1a\u767e\u5ea6\u767e\u79d1\u2014\u2014\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635

\u9898\u76ee\u4e3a\u4ec0\u4e48\u5f80\u5f80\u8981\u6c42\u6c42\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\uff0c\u8fd9\u4e5f\u662f\u4e3a\u4ec0\u4e48\u8981\u8ba8\u8bba\u5bf9\u89d2\u5316\u7684\u4e00\u4e2a\u4e3b\u8981\u7684\u76ee\u7684\u4e4b\u4e00\uff0c\u662f\u4e3a\u4e86\u6c42\u5df2\u77e5\u77e9\u9635A\u7684n\u6b21\u65b9\uff0c\u5373A^n
\u56e0\u4e3aT^(-1)AT=B\uff08\u5bf9\u89d2\u9635\uff09
\u90a3\u4e48A^n=TB^nT^(-1)
\u7531\u4e8e\u5bf9\u89d2\u9635B\u7684n\u6b21\u65b9\u5f88\u597d\u6c42\uff0c\u6240\u4ee5\u628aA^n\u8f6c\u5316\u6210B^n
\u4f46\u662f\u5982\u679c\u77e9\u9635T\u53ea\u662f\u53ef\u9006\uff0c\u90a3\u4e48\u6c42\u5b83\u9006\u9700\u8981\u4e00\u5b9a\u7684\u8fc7\u7a0b\uff0c
\u800c\u5982\u679c\u77e9\u9635T\u662f\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u7684\u8bdd\uff0c\u90a3\u4e48\u5b83\u7684\u9006\u5c31\u662f\u5b83\u7684\u8f6c\u7f6e\uff0c\u6c42\u8d77\u6765\u66f4\u52a0\u65b9\u4fbf \uff0c
\u56e0\u6b64\u4e00\u822c\u6765\u8bb2\u5bf9\u4e8e\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\uff0c\u6211\u4eec\u90fd\u8981\u6c42\u8981\u4f1a\u6c42\u5176\u6b63\u4ea4\u77e9\u9635\u3002
\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u662f\u77e9\u9635\uff0c\u5bf9\u7684\uff0c\u4f46\u662f\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u662f\u4e00\u79cd\u7279\u6b8a\u7684\u77e9\u9635\uff0c\u4f5c\u4e3a\u7279\u6b8a\u7684\u77e9\u9635\uff0c\u90a3\u4e48\u9664\u4e86\u4e00\u822c\u77e9\u9635\u6027\u8d28\u4ee5\u5916\u8fd8\u6709\u4e00\u4e9b\u7279\u6b8a\u7684\u6027\u8d28\uff0c\u6bd4\u5982
1\uff09\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u7684\u7279\u5f81\u503c\u5168\u4e3a\u5b9e\u6570\uff0c
2\uff09\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u4e2d\u5c5e\u4e8e\u4e0d\u540c\u7279\u5f81\u503c\u7684\u7279\u5f81\u5411\u91cf\u5fc5\u6b63\u4ea4\u3002
3\uff09n\u9636\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u4e00\u5b9a\u6709n\u4e2a\u7ebf\u6027\u65e0\u5173\u7684\u7279\u5f81\u5411\u91cf\u3002
4\uff09\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\u4e00\u5b9a\u53ef\u4ee5\u5bf9\u89d2\u5316\u3002
\u7531\u6027\u8d284\u53ef\u77e5:\u5bf9\u4e8e\u5b9e\u5bf9\u79f0\u77e9\u9635\uff0c\u4e00\u5b9a\u5b58\u5728\u53ef\u9006\u9635T, \u4f7f\u5f97T^(-1)AT=\u5bf9\u89d2\u9635\u3002

因为实对称矩阵不同特征值对应的特征向量一定正交。而我们只需要把相同特征值对应的几个特征向量正交化即可。
而斯密特正交化还有一特点,不仅正交化,还单位化,即每个向量的模都是1。
最后我们得到一组相互正交,而且模都是1的向量组。这个向量组有个特点,任意一个向量与自己做内积,结果都等于1,而其它向量的内积都等于0。于是这样的向量组构成的矩阵,转置即为它的逆。即变换矩阵P的逆,只要转置一下即可得到。

实对称矩阵可以按照一般程序进行相似成对角矩阵。但是你取转置发现这个相似矩阵很特别,他的转置就是他的逆。(叫正交矩阵)

所以对称矩阵求相似就有其特殊的方法—正交化。并且正交化远比一般矩阵数值稳定。

施密特正交化并不是必须的, 只是为了方便求逆而已

  • 涓轰粈涔堝疄瀵圭О瑕佹柦瀵嗙壒姝d氦鍖
    绛旓細鍥犱负瀹炲绉扮煩闃典笉鍚岀壒寰佸煎搴旂殑鐗瑰緛鍚戦噺涓瀹氭浜銆傝屾垜浠彧闇瑕佹妸鐩稿悓鐗瑰緛鍊煎搴旂殑鍑犱釜鐗瑰緛鍚戦噺姝d氦鍖栧嵆鍙傝屾柉瀵嗙壒姝d氦鍖栬繕鏈変竴鐗圭偣锛屼笉浠呮浜ゅ寲锛岃繕鍗曚綅鍖栵紝鍗虫瘡涓悜閲忕殑妯¢兘鏄1銆傛渶鍚庢垜浠緱鍒颁竴缁勭浉浜掓浜わ紝鑰屼笖妯¢兘鏄1鐨勫悜閲忕粍銆傝繖涓悜閲忕粍鏈変釜鐗圭偣锛屼换鎰忎竴涓悜閲忎笌鑷繁鍋氬唴绉紝缁撴灉閮界瓑浜1锛岃屽叾瀹...
  • 瀹炲绉扮煩闃浠涔堟椂鍊欒杩涜鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲?浠涔堟椂鍊闇瑕鍗曚綅鍖?浠涔堟椂鍊欐棦...
    绛旓細涓嶆槸瀹炲绉扮煩闃甸渶瑕佹柉瀵嗙壒姝d氦鍖栵紝鏄浆鍖栦负瀵硅闃电殑杞寲鐭╅樀闇瑕佹柉瀵嗙壒姝d氦鍖銆傛柉瀵嗙壒姝d氦鍖栦笉鏄繀椤荤殑锛屼笉杩囨柉瀵嗙壒姝d氦鍖栧悗鐨勭煩闃靛叿鏈夌嫭鐗圭殑鐗圭偣銆傚疄瀵圭О鐭╅樀涓嶅悓鐗瑰緛鍊煎搴旂殑鐗瑰緛鍚戦噺涓瀹氭浜ゃ傛墍浠ュ鏋滄妸澶氶噸鐗瑰緛鍊煎搴旂殑鐗瑰緛鍚戦噺姝d氦鍖栧悗锛屾墍鏈夌殑鐗瑰緛鍚戦噺涓や袱姝d氦銆傚鏋滃啀鍗曚綅鍖栥傞偅涔堣繖浜涗笉鍚屽悜閲忕殑鍐呯Н涓...
  • 涓轰粈涔堝疄瀵圭О鐭╅樀鐨勭浉浼煎瑙掑寲瑕佺敤姝d氦鐭╅樀?
    绛旓細鍥犱负瀹炲绉扮煩闃垫槸鐗规畩鐨勭煩闃銆備粬鐨勭壒鐐瑰氨鏄彲浠ユ浜ゅ瑙掑寲锛堜竴鑸殑鐭╅樀鍙兘鐩镐技瀵硅鍖栵級鍗虫妸鐗瑰緛鍚戦噺缁勬垚鐨勭煩闃靛啀杩涜鏂瘑鐗规浜ゅ寲浠ュ強鍗曚綅鍖 杩欐牱鍋氱殑鐩殑鏄娇寰桺鐨勯嗙煩闃礎P锛漃鐨勮浆缃煩闃礎P锛屽嵆P鐨勯嗙煩闃碉紳P鐨勮浆缃煩闃点傚鏋滀笉杩涜姝d氦鍖栧拰瀵硅鍖 鍒欏彧鏄疨鐨勯嗙煩闃礎P锛滲 鍗矨 B鐩镐技銆
  • ...鏈塳涓嚎鎬ф棤鍏崇殑鐗瑰緛鍚戦噺,鏃㈢劧绾挎ф棤鍏涓轰粈涔堣繕瑕佹柦瀵嗙壒姝d氦鍖...
    绛旓細鎵浠ュ浜庡悓涓鐗瑰緛鍊肩殑绾挎ф棤鍏冲悜閲忕粍闇瑕佹浜ゅ寲锛屽啀鍗曚綅鍖栵紝浠ヤ究鏋勯姝d氦鐭╅樀锛屼娇瀹炲绉扮煩闃姝d氦鐩镐技浜庡瑙掔煩闃碉紝鍥犱负姝d氦鐩镐技锛屽嵆鏄浉浼硷紝鍙堟槸鍚堝悓锛屼粠鑰岃兘淇濇寔瀹炲绉扮煩闃电殑鏇村鐨勫師鏈夋ц川銆傚鐭╅樀鐨勬瀹氭с
  • 涓轰粈涔堝疄瀵圭О鐭╅樀瑕佹浜ゅ寲?
    绛旓細涓鍙ヨ瘽鏉ヨВ閲婃槸锛姝d氦鐭╅樀鏈夊緢澶氬ソ鐨勬ц川鍙互涓烘垜浠墍鐢紒锛佸啀鏉ュ叿浣撹涓涓嬶細1. 棣栧厛锛屽鏋滀笉鍋氭浜ゅ崟浣嶈瘽锛屾垜浠篃鍙互閫氳繃U锛堟妸鐗瑰緛鍚戦噺鎸夌収鍒楀啓鎴愮殑鐭╅樀锛夛紝鎶婁竴涓瀹炲绉扮煩闃瀵硅鍖栦负浠ュ畠鐨勭壒寰佸间负瀵硅鍏冪殑瀵硅鐭╅樀銆2.鍏舵锛屽搴斾竴涓壒寰佸肩殑鐗瑰緛鍚戦噺涔樹互浠讳綍涓涓潪闆剁殑绯绘暟锛屼粛鐒惰繕鏄搴旂潃杩欎釜...
  • 姹瀹炲绉扮煩闃鏈韩鏃 浠涔堟椂鍊闇瑕鐢鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲鍜岃鑼冨寲 鏈夌殑棰樼洰鐩...
    绛旓細鑻ユ秹鍙婁簩娆″瀷, 鍒闇瑕佹浜鍗曚綅鍖. 杩欐槸鍥犱负浜屾鍨嬬殑鍙樻崲鏄悎鍚屽彉鎹,闇瑕佹浜ょ浉浼 鑰屽崟绾冭檻瀹炲绉扮煩闃, 灏变笉蹇呮浜ゅ崟浣嶅寲浜 姝ゆ椂姝d氦鍗曚綅鍖栫殑鍞竴浼樺娍鏄 涓嶅繀姹 P^-1, P^-1 = P^T 缁欏嚭鐨勫嚑涓緥棰橀兘涓嶅繀姝d氦鍗曚綅鍖
  • 瀹炲绉扮煩闃涓嶅悓鐨勭壒寰佸煎搴旂殑鍚戦噺閮芥槸姝d氦鐨,涓哄暐杩樿姝d氦鍖
    绛旓細瀹炲绉扮煩闃涓嶅悓鐨勭壒寰佸煎搴旂殑鍚戦噺閮芥槸姝d氦鐨 纭疄涓闇瑕佹浜ゅ寲 浣嗘槸涓轰簡姹傚嚭姝d氦鐭╅樀锛岃繕闇瑕佹妸鐗瑰緛鍚戦噺閮藉崟浣嶅寲锛屽氨鍙互浜嗐
  • 鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲鍦ㄨВ绛旂嚎鎬т唬鏁伴鐩殑鏃跺欐湁浣曠敤澶? 涔熷氨鏄浠涔棰樺瀷浼氶亣鍒...
    绛旓細姹傚緱鍙﹀r-1涓浜ょ壒寰佸悜閲忥紙鍙互璇佹槑閫氳繃鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲姹傚緱鐨勬浜ゅ悜閲忎粛鏄壒寰佸悜閲忥紝鍏蜂綋璇佹槑鍙弬瑙侀檮浠剁浉鍏崇珷鑺傦級锛岃繖鏍烽氳繃姝d氦鍖栧悗姹傚緱鐨刵涓壒寰佸悜閲忛兘鏄袱涓ゆ浜ょ殑锛岃繖鏍锋墠鑳藉緱鍒版浜ら樀P銆傚綋鐒惰繖涓繃绋嬩腑杩樺彲鍐嶅皢P鍗曚綅鍖栵紝鍗冲緱鍒拌鑼冩浜ら樀P锛岃繖鏍峰彲浣垮緱姹侾鐨勯鐭╅樀鏇村姞鏂逛究銆
  • n闃瀹炲绉扮煩闃鍙互鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲鍚?
    绛旓細鐢辨鍙互鐭ラ亾,n闃瀹炲绉扮煩闃,鍚屼竴鐗瑰緛鍊肩殑鍑犱釜鐗瑰緛鍚戦噺鏄嚎鎬ф棤鍏崇殑,浠庤屽彲浠ヤ互鍏朵负鍩,杩涜鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲,鐢变簬鎵寰楃殑姝d氦鍚戦噺缁勬槸瀹冧滑鐨勭嚎鎬х粍鍚,鏁呬粛鏃ф槸璇ョ壒寰佸肩殑鐗瑰緛鍚戦噺.姝ゅ,涓嶅悓鐗瑰緛鍊肩殑鐗瑰緛鍚戦噺鏄郊姝ゆ浜ょ殑.鏁呰鍛介鏄鐨.鍥剧墖鏉ユ簮锛氥婄嚎鎬т唬鏁般嬪悓娴庡ぇ瀛﹀嚭鐗,绗簲鐗 ...
  • ...鏂藉瘑鐗规浜ゅ寲,璇炬湰鏈夎,姝d氦鐭╅樀鍖瀹炲绉扮煩闃A涓哄瑙掔煩闃垫楠:_鐧惧害...
    绛旓細瀹炲绉扮煩闃涓嶅悓鐗瑰緛鍊煎搴旂殑鐗瑰緛鍚戦噺蹇呮浜わ紝鐩存帴鍗曚綅鍖栥傚疄瀵圭О鐭╅樀鐨勯噸鐗瑰緛鍊煎搴斿涓壒寰佸悜閲忥紝杩欎簺鐗瑰緛鍚戦噺骞朵笉姝d氦锛岃鍏姝d氦鍖锛屽啀鍗曚綅鍖栥備功涓婇兘鏈変緥瀛愮殑銆
  • 扩展阅读:数二考施密特正交法吗 ... 施密特正交化公式 ... 施密特正交规范化过程 ... 施密特正交化的算法 ... 什么时候需要正交化 ... 施密特正交化的用处 ... 什么时候用施密特正交 ... 施密特正交化计算技巧 ... 施密特正交化结果唯一吗 ...

    本站交流只代表网友个人观点,与本站立场无关
    欢迎反馈与建议,请联系电邮
    2024© 车视网