高等工程数学笔记3(条件数、标准形)

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高等工程数学笔记3(条件数、标准形)

2024-05-22 06:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、矩阵的条件数及应用

条件数是判别方程是否稳定的基础,具体确定是哪个范数时,一般会加下标。

矩阵条件数的定义

条件数的应用:

矩阵条件数的应用

【注】最佳状态等于1。(perfect)

要记忆的简化公式:

简化公式第一组简化公式第二组

常见题型:给矩阵,按公式计算条件数解题。

例题:

例题解答

条件数的应用:解方程组时或求逆时研究实际逆矩阵与算的逆矩阵误差

重要定理:

其中三条分别对应:

(1)加了扰动仍然可逆

(2)加了扰动有界

(3)相对误差

证明时需要补充的定理:

定理补充

求逆过程中的重要定理:

定理

推论:【区别:分子分母中的范数又做了一次分离】

推论

最重要结论(要记住):

最重要结论

必会例题:

例题例题解答

二、矩阵的标准型与特征值计算(重要)

两大问题:

1)、对一般矩阵而言,能得到的最简单标准型——Jordan标准形。

2)、A对称:存在正交阵P使得A可对角化。P为酉阵时,A能相似于什么矩阵。

要求:

1)、会求Jordan标准型

2)、了解记住一些定理和结果。

1、Jordan标准型的定义:

Jordan块的定义Jordan标准形的定义

2、Jordan定理:

Jordan定理

带来问题:给A,怎么求J,P?

方法一:初等变化法:

相关概念

定义1:多项式矩阵定义2:秩定义3:奇异矩阵定义4:初等变换法定义5:矩阵等价的定义定义6:因式与倍式重要定理,smith标准形的概念

重要例题:

例题解答过程解答

初等变换过程可能不一样,但结果一定一样。

【内容总结】条件数求误差的应用,求smith标准型

下节内容:如何从smith标准型获得Jordan标准型。



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