(11)设 为 上的线性变换, 是 的基,若存在 阶方阵 ,有:
称 为 在基 下的矩阵。
设 与 在基 下的坐标分别是 与 ,则有: 。
设 和 是 的两组基,且有 ; 在
两组基下的变换矩阵分别是 与 ,则 。
(12)设 是线性空间 上的线性变换, 是 的子空间,如果 ,即值域
,则称 是 的不变子空间。
重要例题
设 是欧式空间 上的线性变换,对 中单位矢量 , , ,问:T的不
变子空间的直和分解以及相应的矩阵分解。
答:对向量 有 所以以 为基向量的空间是不变子空
间,表示为 ;
同理,对于 的正交补子空间 ,对于任意向量 ,有
于是另一个不变子空间为 ;即 。
显然有 是一维空间,特征值 对应的特征向量是 ;那么 就是二维空间,特征值 对应两个
线性无关的特征向量,可以找到两个单位正交特征向量 ,所以相应的矩阵分解为 ,对
应的特征向量组 为标准正交基。
(13)正交变换(酉变换):线性变换 不改变向量内积,即 。
正交变换 关于任一标准正交基的矩阵 满足 ;酉变换关于任一标准正交基的矩阵 满足
。
正交矩阵的行列式为 ;酉矩阵的行列式的模长为 。
(14)常见的正交变换
上绕原点逆时针旋转 角的线性变换 称为
正
交
变
换
,在标准正交基下对应的变换矩阵
是正交矩阵。
空间 上绕过原点的直线 旋转 角的变化 为
正
交
变
换
,在标准正交基下对应的变换矩阵
是正交矩阵。
2. Jordan标准形