什么叫非零矩阵(为什么非零矩阵的特征值全为零)

百问百答 教育资讯 2024年09月23日 05:18:26 104 0

非零矩阵,简单来说,就是任何一个元素都不是零的矩阵,为什么它的特征值会全为零呢?这其实是个误解,实际上,非零矩阵的特征值并不一定全为零,特征值是矩阵的一个属性,它与矩阵是否非零没有直接关系,让我给你举个例子来解释一下。

想象一下,我们有一个2x2的矩阵M:

什么叫非零矩阵(为什么非零矩阵的特征值全为零)

[ M = egin{bmatrix} 3 & 2 \ 1 & 4 end{bmatrix} ]

这个矩阵显然不是零矩阵,因为它的所有元素都是非零的,现在,如果我们要找这个矩阵的特征值,我们就需要解特征方程:

[ det(M - lambda I) = 0 ]

lambda )是特征值,I是单位矩阵。

对于上面这个矩阵,我们有:

[ detleft(egin{bmatrix} 3 & 2 \ 1 & 4 end{bmatrix} - lambda egin{bmatrix} 1 & 0 \ 0 & 1 end{bmatrix}ight) = 0 ]

[ detleft(egin{bmatrix} 3-lambda & 2 \ 1 & 4-lambda end{bmatrix}ight) = 0 ]

[ (3-lambda)(4-lambda) - (2)(1) = 0 ]

[ lambda^2 - 7lambda + 10 = 0 ]

解这个二次方程,我们得到两个特征值:

[ lambda_1 = 2, lambda_2 = 5 ]

你看,这个非零矩阵的特征值并不是零,而是2和5,这说明特征值与矩阵是否非零没有必然的联系,每个矩阵都有它自己独特的特征值,这些特征值取决于矩阵的具体元素。

下次当你遇到一个非零矩阵时,不要急于下结论说它的特征值全为零,每个矩阵都是独特的,它可能有着各种各样的特征值。