文档介绍:: .
授课题目::
1 .掌握对: .
授课题目::
1 .掌握对称变换的概念,能够运用对称变换和对称矩阵之间的关系解题.
2 .掌握对称变换的特征根、特征向量的性质.
,能熟练地找到正交矩阵T,使TAT为对角形授课时数:3学时教学重点:
对称变换的特征根、特征向量的性质;对实对称矩阵A,能熟练地找到正交矩阵T,使tAt为对角形教学难点::
一、对称变换
1、一个问题
问题:欧氏空间V中的线性变换匚应该满足什么条件,才能使它在某个正交基下的矩阵是对角形?V满足::::;「(:•),h)V
2、对称变换的定义设二是欧氏空间V中的线性变换,如果V都有、则称;「是V的一个对称变换3例1以下R的线性变换中,指出哪些是对称变换?
(N,X2,X3)=(xX2,X2
X3,X3Xj
二2(Xi,X2,X3)=(X「X3,X2-2X3,X!-2X2X3);~3(X1,X2,X3^(X2^X1,-X3)
3、对称变换与对称矩阵的关系Th1:n维欧氏空间V中的线性变换二是对称变换的充分必要条件是:
二关于任意一个正交基的矩阵是实对称矩阵证:必要性:设、二是对称变换,二关于V的标准正交基「1,〉2n}的矩阵是A=(aij),AUn(R)即(匚(:1)卢(:2)匚(:n))二{:1,:2:n}An则匚Ci)二為ak「k1-nkd因二是对称变换,{'-^^'2^:n}是标准正交基,所以naji=:'、'akiU,〉j—::;「Ci),〉j—::・,;「(〉j)-k2n=::',7ajk二ajk4因此,A是对称矩阵充分性设;「关于v的标准正交基{宀,—…:"}的矩阵是A=(aq)是实对称矩
阵,即(;(1),乂2);「Cn))二{:1,:2:n}A,A=A-对任意-V,有--Xv-1-X2—…•X"={〉1「2…-<■-iy2:2y「n二{:i,:2:n}y于是;()={:1,:2:n}A工=)*1,:2:n}Ay其中A工,Ay分别是二(-),二(-)关于标准正交基{、,:七…:^}的坐标列向量,因此—(:)「.=(a、jty二=tatY:::,;彳).=\T(ay)=[J人丫因A=a一故:::;「(:•),:=:::〉,;「(:)-
二、对称变换的基本性质
1、特征根的性质
Th2实对称矩阵的特征根都是实数证明:设A=(aij)是一个n阶实对称矩阵,■是A在复数域内的任意一个特征根,cjJc2Ecn是A的属于特征根■的特征向量,于是有-0且A=、•,为了证'获='Ci、记A=(aj),:—t一=->Cn」■■AUn(R),故A二A,在A二'■两端取共轭转置,由复数共轭的性质TTTTTTT及A二A得(A)T=(A$=A=A=A=(G,C2…Cn)A=(」T)=(Ci,C^'Cn)所乙1_