特征多项式,矩阵的特征多项式怎么求
一、最小多项式求法
最小多项式(minimalpolynomial)是代数数论的基本概念之一。由Cayley-Hamilton定理,A的特征多项式是A的零化多项式,而在A的零化多项式中,次数最低的首一多项式称为A的最小多项式。
最小多项式的求解方法
方法:
1、先将A的特征多项式
在P中作标准分解,找到A的全部特征值
2、对
的标准分解式中含有
的因式按次数从低到高的顺序进行检测,第一个能零化A的多项式就是最小多项式。
例:
的最小多项式。
解:A的特征多项式为:
又
故A的最小多项式为
特征多项式的解法
1、把|λE-A|的各行(或各列)加起来,若相等,则把相等的部分提出来(一次因式)后,剩下的部分是二次多项式,肯定可以分解因式。
2、把|λE-A|的某一行(或某一列)中不含λ的两个元素之一化为零,往往会出现公因子,提出来,剩下的又是一二次多项式。
3、试根法分解因式
二、矩阵,相似,特征多项式
不一定。两个矩阵相似那么这两个矩阵有相同的特征多项式,这是一个必要条件,并不充分(就是说还不够全面)。全面的说应该是还要有相同的特征值。或者和在一起说两个矩阵有相同的初等因子。
矩阵可对角化的条件是这个矩阵的最小多项式没有重根,这里我举的反例显然不满足要求,所以不可对角化,自然也不与单位阵相似。
若矩阵可对角化,则可按下列步骤来实现:
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。
这是n个未知数n个方程的齐次线性方程组,它有非零解的充要条件是系数行列式为0,即|A-λE|=0。带入具体的数字或者符号,可以看出该式是以λ为未知数的一元n次方程,称为方阵A的特征方程,左端|A-λE|是λ的n次多项式。
把|λE-A|的各行(或各列)加起来,若相等,则把相等的部分提出来(一次因式)后,剩下的部分是二次多项式,肯定可以分解因式。
把|λE-A|的某一行(或某一列)中不含λ的两个元素之一化为零,往往会出现公因子,提出来,剩下的又是一二次多项式。
三、为什么特征多项式等于0
特征多项式等于0意味着其所描述的矩阵具有相同的特征向量,即同样的特征值。这种情况下,那些特征值就会相互覆盖,这也就意味着矩阵的行列式等于0。因此,特征多项式等于0只是表明了其描述的矩阵行列式等于0,而不是表明它们具有特定的特征特性。