n阶矩阵A与对角矩阵相似的充要条件是A有n个线性无关的特征向量,当n阶矩阵A有n个不同的特征值时,A就一定有n个线性无关的特征向量,因为矩阵的属于不同特征值的特征向量一定线性无关。
但这只是A与对角矩阵相似的充分非必要条件,因为当n阶矩阵A有相同的特征值时,也能够有n个线性无关的特征向量,例如
A=1 2 2
2 1 2
2 2 1
其特征值为5,-1,-1,它有两个特征值-1,而A为实对称矩阵,显然可以对角化。
扩展资料:
设A,B都是n阶矩阵,若存在可逆矩阵P,使P^(-1)AP=B,则称B是A的相似矩阵, 并称矩阵A与B相似,记为A~B。对进行运算称为对进行相似变换,称可逆矩阵为相似变换矩阵。
n阶矩阵A与对角矩阵相似的充分必要条件为矩阵A有n个线性无关的特征向量。
注: 定理的证明过程实际上已经给出了把方阵对角化的方法。
(1) 求出全部的特征值;
(2)对每一个特征值,设其重数为k,则对应齐次方程组的基础解系由k个向量构成,即为对应的线性无关的特征向量;
(3)上面求出的特征向量恰好为矩阵的各个线性无关的特征向量。
参考资料来源:百度百科-相似矩阵
如图