Thuật toán chéo hóa ma trận:

Một phần của tài liệu giáo trình toán cao cấp a3 (Trang 137)

V. CHÉO HÓA MA TRẬN VÀ TOÁN TỬ TUYẾN

12. Thuật toán chéo hóa ma trận:

Dựa vào Định lý 10 ta có thuật toán sau để xác định A có chéo

được không và tìm dạng chéo hóa của nó (nếu có).

Bước 1:Tìmđa thức đặc trưng của Atừ đó suy ra các trị riêng của

A. nếu A không có trị riêng nào thì A không chéo được  Thuật

toán kết thúc, ngược lại thì ta chuyển sang bước 2.

Bước 2: Giả sử A có r trị riêng phân biệt với số bội

tươngứng . Nếu thì A không chéođược 

Thuật toán kết thúc, ngược lại thì ta chuyển sang bước 3.

Bước 3: Với mỗi trị riêng , tìm cơ sở của không gian riêng từ đó suy ra . Nếu tồn tại sao cho thì A không chéo được  Thuật toán kết thúc,

ngượclại thì ta chuyển sang bước 4.

Bước 4:Lập ma trận Pvới các cột của Plần lượt là các vector cơ

sở của các không gian riêng . KhiđóPlàm chéoAvà là một dạng chéo của A với các phần tử trên đường chéo

chính lần lượt là các trị riêngứng với các vector riêng tạo nênP, trị

riêng xuất hiện trênđường chéo chính lần, .

Ví dụ: Xét xem ma trận A có chéo được trên R không ? Nếu

;Giải. Giải.

a) Ta có nên A chỉ có một trị riêng 

(đơn), dođóAkhông chéođược.

b) Ta có và (đơn)

hayx = -2(kép). Vậy Acó 2 trị riêng(kép) và (đơn).

Với trị riêng, ta có

. Suy ra . Dođó bội

số của Vậy Akhông chéođược.

c) Ta có và

Vậy A có đúng 3 trị riêng phân biệt nên A chéođược.

Với ta có . Vậy E1 có

Với ta có . Vậy

E2có một cơsở là

Với ta có .

Vậy E3có một cơsở là

Đặt .Khi đó P làm chéo A và dạng chéo tương ứng

d) Ta có . Do đó A có các trị riêng (đơn) và (bội 2).

Không gian riêng có một cơ sở là , không gian riêng có một cơsở là . Dođó

là cơsở của IR3và ta có ma trận Psauđây chéo hóa A:

Ví dụ:

Cho T là toán tử tuyến tính trên R3có ma trận biểu diễn đối với cơ

sở chính tắc là:

Đa thức đặc trưng của Alà:

DođóTcó các trị riêng là và Ta có

nên có cơ sở gồm hai vector (1,0,2),

nên có cơsở (1,-3,-3).

Vì nênT chéo hóađược. Ma trận biểu diễn

Tđối với cơsở

với

Một phần của tài liệu giáo trình toán cao cấp a3 (Trang 137)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(185 trang)