线代——基础解系 vs 特征向量

基础解系

基础解系的概念是针对方程而言的;齐次线性方程组的解集的最大无关组称为齐次线性方程的基础解系;要求齐次线性方程组的通解,只需求出它的基础解系。
【例】

特征向量

特征向量和特征值满足关系式 线代——基础解系 vs 特征向量;特征向量是相对于矩阵(方阵)而言的,一个方程组可以提取它的系数产生出一个矩阵,于是求解特征向量与求解系数矩阵非常类似。

【2019年数二】已知A,B相似,求可逆矩阵P,使得 线代——基础解系 vs 特征向量
线代——基础解系 vs 特征向量

线代——基础解系 vs 特征向量

【分析】A,B相似,特征值相同,求得 线代——基础解系 vs 特征向量线代——基础解系 vs 特征向量线代——基础解系 vs 特征向量 线代——基础解系 vs 特征向量

注:其实这里只需求出基础解系就好,这个基础解系就是属于特征值线代——基础解系 vs 特征向量的一个特征向量,顺带写出了特征值线代——基础解系 vs 特征向量的全部特征向量,即 线代——基础解系 vs 特征向量
另外,在化行最简的时候,书上面一般是从往左上角爬楼梯的行最简,有时候也可以化为往右上角爬楼梯的行最简(姑且称为「左撇子行最简」),同样也方便得到基础解系;

注:在化行最简时,可以直接将一行写为0,因为我们是通过线代——基础解系 vs 特征向量求得的线代——基础解系 vs 特征向量,再将线代——基础解系 vs 特征向量带入之后得到的矩阵必然是不可逆矩阵,里面的行线性相关,即就是对应的方程组中存在多余方程,因此选数字复杂的行直接写为0,可以简化计算过程,下同

熟悉以上过程后,先将矩阵化为行最简,然后直接将行最简不是1的那一列对应的未知数令为1,得到其余的未知数的值,进而写出对应的基础解系;这也是多数题目的参考答案给出的简化后的写法,很多学生一开始看不懂。

由于A、B相似,于是有:

传送门

求可逆矩阵可参考链接: 线代——求逆矩阵的快捷方法

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