5月28号,考验体验:平淡。
平淡线代的特征值收尾了,开始了二次型章节。机组今天好像没啥进度,学到了海明码而已,感觉哪里是个头呀。。。
《复习全书》数二收获①:线代特征值和方程组的联系,就像每天更新的连续剧一样,今天又碰见了新题目。这道题就是两个简单的知识点混合起来①由A²和A关系得到λ数值②已知A的λ数值,求A-2E的λ数值。如果这是一道填空题,直接套用昨天知道的结论小试牛刀,“对于n阶方阵,如果秩为r,则存在特征值0,且特征值0是n-r重根”,也就是评注2的方法。完美解决!今天又细想到一个问题——这结论是怎么证明,或者在大题里怎么写呢?没想到没想到,还是用方程组论证,难道这就是二营长的意大利炮。答案里的式子①②从两个角度,论述了λ至少是几重根(因为这个解向量可能不是极大线性无关组,所以是至少)。式子①把中间过程展开,就是(E-A)(α₁,α₂,α₃)=0,(E-A)α₁=0=0α₁,所以α₁是特征值0的特征向量,同理线性无关的α₂,α₃也是E-A的特征值0的线性无关的特征向量,所以E-A的特征值0至少有3个特征向量。式子②也可以用同样的方式论证。这个结论并不一定完美,核心是利用特征值为0,用结果等于0的齐次方程组论证,那特征值不得0就不知道详细的根数了。综上可知,这个结论和第1问是不是实对称毫无关系。
《复习全书》数二收获②:二次型的相似和合同绕晕我了。数学就怕细想,一细想就没头。“实对称矩阵必定能相似对角化”,这个结论刚学相似的时候就知道了。这其实是一个很强的性质,实对称矩阵一定相似且合同以特征值为主对角线的对角阵。仔细一想,这里就有一个问题:实对称矩阵是只相似对角化以特征值为主对角线的对角阵,还是有可能存在其他形式对角阵让其相似且合同呢?这个问题网课和辅导书没有讲,大概率没什么意义。但顺着这个思路延伸,还有两个问题“实对称矩阵是不是相似于一堆矩阵?”“实对称矩阵是不是合同于一堆矩阵?”,就是这种压抑不住的好奇心,唆使我稍微查了查。比较满意的结构如图:
相似矩阵和合同矩阵关系实对称矩阵可能有一批相似的对角矩阵,也有一批合同的对角矩阵,但一定相似且合同以特征值为主对角线的对角阵。这个问题就先这样自圆其说吧,本身也没什么价值,挖了个坑,填了个土,数个一二三四五,搁置争议吧。
对,也不是没有意义。二次型转换成标准形的过程中,用的两个方法:正交变换和配方法,分别就是合同和相似的应用。这块部分,由于正交矩阵不仅要求可逆还要求逆矩阵等于转置矩阵,条件比配方法要求的逆矩阵更严格。得知,配方法得到的标准形包含通过正交矩阵得到的标准形,反之不行。
《复习全书》数二收获③:二次型稍微做了个题,这个二次型对应的标准形是啥呢?刚从特征值部分跑过来,思维定式就用了|λE-A|。不好求,难受,想哭。尝试其他方法,就发现自己好蠢。这明明配方法肉眼就能做出来的,还用特征值岂不蠢哉!做题思维要灵活,切忌不撞南墙不回头,所言非虚。
《投名状》考研版
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