利用矩陣的對角化,求下列矩陣的n次冪

時間 2022-10-22 06:00:50

1樓:汴梁布衣

先對角化:求出特徵跟1,5,-5,再求出特徵向量,拼成矩陣p

把對角型n次冪,用p和p的逆,算出結果

利用矩陣的對角化,求下列矩陣的n次冪

2樓:mono教育

先對角化:求出特徵跟1,5,-5,再求出特徵向量,拼成矩陣p,把對角型n次冪,用p和p的逆,算出結果。

^|λe-a|=...=(λ-1)(λ-5)(λ+5)解得λ1=1,λ2=5,λ3=-5

分別代入(λe-a)x=0中,得到三個解

η1=(1,0,0)'

η2=(2,1,2)'

η3=(1,-2,1)'

若p=(η1,η2,η3)

則p^(-1)ap=diag(1,5,-5)故daoa=pdiag(1,5,-5)p^(-1)=>a^n=pdiag(1,5^n,(-5)^n)p^(-1)

現求p^(-1):

對[p e]施行初等行變換將其化為[e p^(-1)]:

1 2 1 1 0 0

0 1 -2 0 1 0

0 2 1 0 0 1

1 0 5 1 -2 0

0 1 -2 0 1 0

0 0 5 0 -2 1

1 0 0 1 0 -1

0 1 0 0 1/5 2/5

0 0 1 0 -2/5 1/5

則p^(-1)=

1 0 -1

0 1/5 2/5

0 -2/5 1/5

a^n=pdiag(1,5^n,(-5)^n)p^(-1)[5 2*5^n-2*(-5)^n -5+4*5^n+(-5)^n;

0 5^n+4*(-5)^n 2*5^n-2*(-5)^n ;

0 2*5^n-2*(-5)^n 4*5^n+(-5)^n]*(1/5)

3樓:匿名使用者

解: |a-λe| =

1-λ 4 2

0 -3-λ 4

0 4 3-λ

= (1-λ)[(-3-λ)(3-λ)-16]

= (1-λ)[λ^2-25]

= (1-λ)(λ-5)(λ+5)

所以 a的特徵值為 1,5,-5

a-e 用初等行變換化為

0 1 0

0 0 1

0 0 0

(a-e)x=0 的基礎解系為 a1=(1,0,0)^t.

所以 a 的屬於特徵值1的全部特徵向量為 k1(1,0,0)^t, k1為任意非零常數.

a-5e 用初等行變換化為

1 0 -1

0 1 -1/2

0 0 0

(a-5e)x=0 的基礎解系為 a2=(1,1/2,1)^t.

所以 a 的屬於特徵值5的全部特徵向量為 k2(1,1/2,1)^t, k2為任意非零常數.

a+5e 用初等行變換化為

1 0 -1

0 1 2

0 0 0

(a+5e)x=0 的基礎解系為 a3=(1,-2,1)^t.

所以 a 的屬於特徵值-5的全部特徵向量為 k3(1,-2,1)^t, k3為任意非零常數.

令p=(a1,a2,a3)=

1 1 1

0 1/2 -2

0 1 1

則p可逆,且 p^-1ap=diag(1,5,-5)

所以 a=pdiag(1,5,-5)p^-1.

故有 a^k = pdiag(1,5,-5)^kp^-1 = pdiag(1,5^k,(-5)^k)p^-1 = (1/5)*

5 2*5^k-2*(-5)^k (-5)^k+4*5^k-5

0 4*(-5)^k + 5^k 2*5^k-2*(-5)^k

0 2*5^k-2*(-5)^k (-5)^k+4*5^k

計算下列矩陣,矩陣的n次方怎麼求…求解第三題的(1)、(3)小題

4樓:zzllrr小樂

第1題很簡單,是對角陣

直接求對角線元素的n次方,即可。

第3題1 1

0 1是初等矩陣,利用其初等行變換的意義:將第2行加到第1行可以很快得到冪等於

1 n0 1

當然也可以使用數學歸納法得到上面的答案。

5樓:狗年大吉大利

能告訴我這是那本書裡的的題嗎?2大題3小題過程怎麼解?

矩陣的n次冪

6樓:匿名使用者

用試乘的方法計算 a^2,a^3, 找出一般規律, 然後用歸納法證明.

1. 這是對角矩陣, 其n次方仍是對角矩陣, 且主對角線上元素為原元素的n次方

a = diag(a1,a2,...,as), 則 a^n = diag(a1^n,a2^n,...,as^n)

2. 試乘

a^2 =

2 0 2

0 4 0

2 0 2

a^3 =

4 0 4

0 8 0

4 0 4

歸納假設 a^k =

2^(k-1) 0 2^(k-1)

0 2^k 0

2^(k-1) 0 2^(k-1)

則a^k = aa^(k-1) =

2^k 0 2^k

0 2^(k+1) 0

2^k 0 2^k

故 a^n =

2^(n-1) 0 2^(n-1)

0 2^n 0

2^(n-1) 0 2^(n-1)

7樓:

1)對角矩陣的n次冪就是對角矩陣每個元素的n次方,這個可以直接寫,不用算

2)非對角矩陣一般通過相似對角化來求,詳細過程點下圖檢視

ps:因為截圖大小關係,不能寫出全部過程,所以最後的求逆等計算步驟你可以自己計算

求矩陣的n次方

8樓:江南老茶

矩陣的n次方怎麼算,從方陣的正整數開始

9樓:幽靈

求矩陣的n次冪有如下幾個常用方法:

1)矩陣對角化

2)數學歸納法或遞推公式

3)拆成幾個簡單矩陣之和

你的題可以考慮第2)3)種方法...詳細解答請見下圖

10樓:匿名使用者

希望能對你有所幫助。只能用**了。不然符號不好打。

相似對角化求矩陣的n次冪,最後少了係數是怎麼回事?

11樓:匿名使用者

你是哪年的書, 我這個可能不對

不知道 1/3 , 你拍照傳上來看看吧

看圖,求矩陣a的n次方。

12樓:匿名使用者

這個題吧,屬於《矩陣論》的內容。

一般來說,a^n就是先對角化再求n次方。但是如果a不能對角化,《線性代數》就沒辦法了。《矩陣論》中有進一步的討論,叫做「矩陣的jondan標準型」。可以解決所有此類問題。

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以上是隨便說一點,樓主有興趣可以去學。咱不懂《矩陣論》也是可以做的。

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a=b+c,其中

b=1 0 0

0 1 0

0 0 1

c=0 2 3

0 0 4

0 0 0

並且bc=cb,是可以乘法可交換的。因此a^n=(b+c)^n,可以用類似二項式定理的形式。

=b^n + nb^(n-1)c + ...

我們發現c的3次方以上都是零矩陣!!

所以式中其實只有前面的3項而已。

b^n=

1 0 0

0 1 0

0 0 1

nb^(n-1)c=

0 2n 3n

0 0 4n

0 0 0

[n(n-1)/2]*b^(n-2)c^2=

0 0 4n(n-1)

0 0 0

0 0 0

把這三項加起來就是最後結果了

1 2n 3n+4n(n-1)

0 1 4n

0 0 1

13樓:誰陪我睡覺

不是實對稱矩陣求不了。。。。。。只能自己慢慢算 在找規律了。。。。

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