Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Trường Đại học Kinh tế - Luật Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ngày 26 tháng 8 năm 2017
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Table of Contents
1 Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
2 Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận
3 Dạng toàn phương
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
vuông
1
Tính chất
2
f (0) = 0 (lưu ý: 2 vectors 0 này khác nhau)
3
f (−u) = −f (u), ∀u ∈ Rn
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
f (α1u1 + · · · + αk uk ) = α1f (u1) + · · · + αk f (uk ), ∀ui ∈ Rn, ∀αi ∈ R
Định nghĩa
Định nghĩa ánh xạ tuyến tính
1
2
Ánh xạ f : Rn −→ Rm được gọi là một ánh xạ tuyến tính nếu nó thỏa mãn các điều kiện sau
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (u + v ) = f (u) + f (v ) với mọi u, v ∈ Rn f (αu) = αf (u) với mọi u ∈ Rn, với mọi α ∈ R
2
3
f (−u) = −f (u), ∀u ∈ Rn
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
f (α1u1 + · · · + αk uk ) = α1f (u1) + · · · + αk f (uk ), ∀ui ∈ Rn, ∀αi ∈ R
Định nghĩa
Định nghĩa ánh xạ tuyến tính
1
2
Ánh xạ f : Rn −→ Rm được gọi là một ánh xạ tuyến tính nếu nó thỏa mãn các điều kiện sau
f (u + v ) = f (u) + f (v ) với mọi u, v ∈ Rn f (αu) = αf (u) với mọi u ∈ Rn, với mọi α ∈ R
1
Tính chất
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (0) = 0 (lưu ý: 2 vectors 0 này khác nhau)
3
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
f (α1u1 + · · · + αk uk ) = α1f (u1) + · · · + αk f (uk ), ∀ui ∈ Rn, ∀αi ∈ R
Định nghĩa
Định nghĩa ánh xạ tuyến tính
1
2
Ánh xạ f : Rn −→ Rm được gọi là một ánh xạ tuyến tính nếu nó thỏa mãn các điều kiện sau
f (u + v ) = f (u) + f (v ) với mọi u, v ∈ Rn f (αu) = αf (u) với mọi u ∈ Rn, với mọi α ∈ R
1
2
Tính chất
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (0) = 0 (lưu ý: 2 vectors 0 này khác nhau) f (−u) = −f (u), ∀u ∈ Rn
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Định nghĩa ánh xạ tuyến tính
1
2
Ánh xạ f : Rn −→ Rm được gọi là một ánh xạ tuyến tính nếu nó thỏa mãn các điều kiện sau
f (u + v ) = f (u) + f (v ) với mọi u, v ∈ Rn f (αu) = αf (u) với mọi u ∈ Rn, với mọi α ∈ R
1
2
3
Tính chất
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (0) = 0 (lưu ý: 2 vectors 0 này khác nhau) f (−u) = −f (u), ∀u ∈ Rn f (α1u1 + · · · + αk uk ) = α1f (u1) + · · · + αk f (uk ), ∀ui ∈ Rn, ∀αi ∈ R
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Định nghĩa ánh xạ tuyến tính
1
2
Ánh xạ f : Rn −→ Rm được gọi là một ánh xạ tuyến tính nếu nó thỏa mãn các điều kiện sau
f (u + v ) = f (u) + f (v ) với mọi u, v ∈ Rn f (αu) = αf (u) với mọi u ∈ Rn, với mọi α ∈ R
1
2
3
Tính chất
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (0) = 0 (lưu ý: 2 vectors 0 này khác nhau) f (−u) = −f (u), ∀u ∈ Rn f (α1u1 + · · · + αk uk ) = α1f (u1) + · · · + αk f (uk ), ∀ui ∈ Rn, ∀αi ∈ R
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
A được gọi là một biểu diễn ma trận của ánh xạ f (thường được gọi là dạng ma trận của f ) Khi đó, f (u)T = AuT
Biểu diễn ma trận của ánh xạ tuyến tính
Giả sử ánh xạ f có công thức
f (x1, . . . , xn) = (a11x1 + · · · + a1nxn , . . . , am1x1 + · · · + amnxn)
Đặt
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
A = a11 ... am1 a1n . . . ... ... . . . amn
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Khi đó, f (u)T = AuT
Biểu diễn ma trận của ánh xạ tuyến tính
Giả sử ánh xạ f có công thức
f (x1, . . . , xn) = (a11x1 + · · · + a1nxn , . . . , am1x1 + · · · + amnxn)
Đặt
A = a11 ... am1 a1n . . . ... ... . . . amn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
A được gọi là một biểu diễn ma trận của ánh xạ f (thường được gọi là dạng ma trận của f )
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Biểu diễn ma trận của ánh xạ tuyến tính
Giả sử ánh xạ f có công thức
f (x1, . . . , xn) = (a11x1 + · · · + a1nxn , . . . , am1x1 + · · · + amnxn)
Đặt
A = a11 ... am1 a1n . . . ... ... . . . amn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
A được gọi là một biểu diễn ma trận của ánh xạ f (thường được gọi là dạng ma trận của f ) Khi đó, f (u)T = AuT
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Biểu diễn ma trận của ánh xạ tuyến tính
Giả sử ánh xạ f có công thức
f (x1, . . . , xn) = (a11x1 + · · · + a1nxn , . . . , am1x1 + · · · + amnxn)
Đặt
A = a11 ... am1 a1n . . . ... ... . . . amn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
A được gọi là một biểu diễn ma trận của ánh xạ f (thường được gọi là dạng ma trận của f ) Khi đó, f (u)T = AuT
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Table of Contents
1 Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
2 Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận
3 Dạng toàn phương
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
vuông Chéo hóa
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận
Cho ma trận vuông cấp n
A = a11 ... an1 . . . a1n ... ... . . . ann
Cho λ là 1 biến số. Ma trận
A − λIn = a11 − λ . . . a1n ... ... . . . annλ ... an1
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
được gọi là ma trận đặc trưng của ma trận A
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận
Cho ma trận vuông cấp n
A = a11 ... an1 . . . a1n ... ... . . . ann
Cho λ là 1 biến số. Ma trận
A − λIn = a11 − λ . . . a1n ... ... . . . annλ ... an1
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
được gọi là ma trận đặc trưng của ma trận A
Tính chất của đa thức đặc trưng
χ(λ) là đa thức bậc n với hệ số bậc cao nhất (của λn) bằng (−1)n.
Hệ số của λn−1 bằng
(−1)n−1trace(A) = (−1)n−1(a11 + · · · + ann)
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Hệ số tự do χ(0) = |A|
Định nghĩa (tt)
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận (tt)
Định thức χ(λ) = |A − λIn| là 1 đa thức theo biến số λ và được gọi là đa thức đặc trưng của ma trận A.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ta đinh nghĩa các giá trị riêng của ma trận A là các nghiệm của đa thức đặc trưng χ(λ)
Hệ số của λn−1 bằng
(−1)n−1trace(A) = (−1)n−1(a11 + · · · + ann)
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Hệ số tự do χ(0) = |A|
Định nghĩa (tt)
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận (tt)
Định thức χ(λ) = |A − λIn| là 1 đa thức theo biến số λ và được gọi là đa thức đặc trưng của ma trận A.
Ta đinh nghĩa các giá trị riêng của ma trận A là các nghiệm của đa thức đặc trưng χ(λ)
Tính chất của đa thức đặc trưng
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
χ(λ) là đa thức bậc n với hệ số bậc cao nhất (của λn) bằng (−1)n.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Hệ số tự do χ(0) = |A|
Định nghĩa (tt)
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận (tt)
Định thức χ(λ) = |A − λIn| là 1 đa thức theo biến số λ và được gọi là đa thức đặc trưng của ma trận A.
Ta đinh nghĩa các giá trị riêng của ma trận A là các nghiệm của đa thức đặc trưng χ(λ)
Tính chất của đa thức đặc trưng
χ(λ) là đa thức bậc n với hệ số bậc cao nhất (của λn) bằng (−1)n. Hệ số của λn−1 bằng
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
(−1)n−1trace(A) = (−1)n−1(a11 + · · · + ann)
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa (tt)
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận (tt)
Định thức χ(λ) = |A − λIn| là 1 đa thức theo biến số λ và được gọi là đa thức đặc trưng của ma trận A.
Ta đinh nghĩa các giá trị riêng của ma trận A là các nghiệm của đa thức đặc trưng χ(λ)
Tính chất của đa thức đặc trưng
χ(λ) là đa thức bậc n với hệ số bậc cao nhất (của λn) bằng (−1)n. Hệ số của λn−1 bằng
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
(−1)n−1trace(A) = (−1)n−1(a11 + · · · + ann)
Hệ số tự do χ(0) = |A|
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa (tt)
Định nghĩa giá trị riêng của ma trận (tt)
Định thức χ(λ) = |A − λIn| là 1 đa thức theo biến số λ và được gọi là đa thức đặc trưng của ma trận A.
Ta đinh nghĩa các giá trị riêng của ma trận A là các nghiệm của đa thức đặc trưng χ(λ)
Tính chất của đa thức đặc trưng
χ(λ) là đa thức bậc n với hệ số bậc cao nhất (của λn) bằng (−1)n. Hệ số của λn−1 bằng
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
(−1)n−1trace(A) = (−1)n−1(a11 + · · · + ann)
Hệ số tự do χ(0) = |A|
p(A) là 1 ma trận cấp n và được gọi là đa thức ma trận.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định lý: Với mọi ma trận vuông A thì χ(A) = 0. Ở đây 0 là ma trận vuông cấp n.
Đa thức ma trận
Cho đa thức p(x) = anx n + · · · + a1x + a0. Thay ma trận vuông A vào trong đa thức như sau:
p(A) = anAn + · · · + a1A + a0In
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Lưu ý: Hệ số tự do a0 phải được thay bằng a0In thì phép cộng mới có nghĩa.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định lý: Với mọi ma trận vuông A thì χ(A) = 0. Ở đây 0 là ma trận vuông cấp n.
Đa thức ma trận
Cho đa thức p(x) = anx n + · · · + a1x + a0. Thay ma trận vuông A vào trong đa thức như sau:
p(A) = anAn + · · · + a1A + a0In
Lưu ý: Hệ số tự do a0 phải được thay bằng a0In thì phép cộng mới có nghĩa.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
p(A) là 1 ma trận cấp n và được gọi là đa thức ma trận.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Đa thức ma trận
Cho đa thức p(x) = anx n + · · · + a1x + a0. Thay ma trận vuông A vào trong đa thức như sau:
p(A) = anAn + · · · + a1A + a0In
Lưu ý: Hệ số tự do a0 phải được thay bằng a0In thì phép cộng mới có nghĩa.
p(A) là 1 ma trận cấp n và được gọi là đa thức ma trận.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Định lý: Với mọi ma trận vuông A thì χ(A) = 0. Ở đây 0 là ma trận vuông cấp n.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Đa thức ma trận
Cho đa thức p(x) = anx n + · · · + a1x + a0. Thay ma trận vuông A vào trong đa thức như sau:
p(A) = anAn + · · · + a1A + a0In
Lưu ý: Hệ số tự do a0 phải được thay bằng a0In thì phép cộng mới có nghĩa.
p(A) là 1 ma trận cấp n và được gọi là đa thức ma trận.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Định lý: Với mọi ma trận vuông A thì χ(A) = 0. Ở đây 0 là ma trận vuông cấp n.
Như vậy, để tìm vector riêng X ứng với giá trị riêng λ0, ta giải hệ phương trình thuần nhất trên.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Nhắc lại, nghiệm của hệ thuần nhất lập thành 1 không gian vector. Do đó, tập hợp các vector riêng ứng với 1 trị riệng xác định λ0 cũng lập thành 1 không gian vector.
Định nghĩa vector riêng
Định lý
Số λ0 là giá trị riêng của ma trận A khi và chỉ khi tồn tại 1 vector X (cid:54)= 0 (viết dạng cột) sao cho
AX = λ0X
Vector X như trên được gọi là 1 vector riêng của ma trận A.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Từ định nghĩa, ta có (A − λ0In)X = 0
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Nhắc lại, nghiệm của hệ thuần nhất lập thành 1 không gian vector. Do đó, tập hợp các vector riêng ứng với 1 trị riệng xác định λ0 cũng lập thành 1 không gian vector.
Định nghĩa vector riêng
Định lý
Số λ0 là giá trị riêng của ma trận A khi và chỉ khi tồn tại 1 vector X (cid:54)= 0 (viết dạng cột) sao cho
AX = λ0X
Vector X như trên được gọi là 1 vector riêng của ma trận A.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Từ định nghĩa, ta có (A − λ0In)X = 0 Như vậy, để tìm vector riêng X ứng với giá trị riêng λ0, ta giải hệ phương trình thuần nhất trên.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa vector riêng
Định lý
Số λ0 là giá trị riêng của ma trận A khi và chỉ khi tồn tại 1 vector X (cid:54)= 0 (viết dạng cột) sao cho
AX = λ0X
Vector X như trên được gọi là 1 vector riêng của ma trận A.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Từ định nghĩa, ta có (A − λ0In)X = 0 Như vậy, để tìm vector riêng X ứng với giá trị riêng λ0, ta giải hệ phương trình thuần nhất trên. Nhắc lại, nghiệm của hệ thuần nhất lập thành 1 không gian vector. Do đó, tập hợp các vector riêng ứng với 1 trị riệng xác định λ0 cũng lập thành 1 không gian vector.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Định nghĩa vector riêng
Định lý
Số λ0 là giá trị riêng của ma trận A khi và chỉ khi tồn tại 1 vector X (cid:54)= 0 (viết dạng cột) sao cho
AX = λ0X
Vector X như trên được gọi là 1 vector riêng của ma trận A.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Từ định nghĩa, ta có (A − λ0In)X = 0 Như vậy, để tìm vector riêng X ứng với giá trị riêng λ0, ta giải hệ phương trình thuần nhất trên. Nhắc lại, nghiệm của hệ thuần nhất lập thành 1 không gian vector. Do đó, tập hợp các vector riêng ứng với 1 trị riệng xác định λ0 cũng lập thành 1 không gian vector.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Ứng dụng: Phân tích thành phần chính (PCA)
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Đọc thêm tại trang web: Principal Component Analysis (PCA)
Ta có thể chọn vector riêng ứng với trị riêng λi như sau
vi = (0, . . . , a, . . . , 0)T
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
với a (cid:54)= 0 đặt ở vị trí thứ i.
Chéo hóa
ub Nhận xét:
Nếu A là ma trận đường chéo
. . .
A = λ1 ... 0 0 ... . . . λn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
thì đa thức đặc trưng χ(λ) = (λ1 − λ) · · · · · (λn − λ). Từ đó, λi , 1 ≤ i ≤ n chính là các giá trị riêng của A.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa
ub Nhận xét:
Nếu A là ma trận đường chéo
. . .
A = λ1 ... 0 0 ... . . . λn
thì đa thức đặc trưng χ(λ) = (λ1 − λ) · · · · · (λn − λ). Từ đó, λi , 1 ≤ i ≤ n chính là các giá trị riêng của A. Ta có thể chọn vector riêng ứng với trị riêng λi như sau
vi = (0, . . . , a, . . . , 0)T
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
với a (cid:54)= 0 đặt ở vị trí thứ i.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa
ub Nhận xét:
Nếu A là ma trận đường chéo
. . .
A = λ1 ... 0 0 ... . . . λn
thì đa thức đặc trưng χ(λ) = (λ1 − λ) · · · · · (λn − λ). Từ đó, λi , 1 ≤ i ≤ n chính là các giá trị riêng của A. Ta có thể chọn vector riêng ứng với trị riêng λi như sau
vi = (0, . . . , a, . . . , 0)T
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
với a (cid:54)= 0 đặt ở vị trí thứ i.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa (tt)
Định nghĩa
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ma trận vuông A chéo hóa được nếu ta có thể tìm được ma trận C khả nghịch sao cho C −1AC là ma trận đường chéo. Khi đó, ma trận C được gọi là ma trận làm chéo hóa A, còn ma trận chéo D = C −1AC được gọi là dạng chéo của A.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa (tt)
Định nghĩa
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ma trận vuông A chéo hóa được nếu ta có thể tìm được ma trận C khả nghịch sao cho C −1AC là ma trận đường chéo. Khi đó, ma trận C được gọi là ma trận làm chéo hóa A, còn ma trận chéo D = C −1AC được gọi là dạng chéo của A.
3 Nếu tổng số vector trong tất cả các cơ sở của tất cả các
4 Nếu tổng số vectors cơ sở này đúng bằng n thì A chéo được
không gian nghiệm ở bước 2 nhỏ hơn n thì A không chéo hóa được
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
và ma trận C chính là các vectors cơ sở dựng thành cột
Chéo hóa (tt)
1 Giải phương trình đa thức đặc trưng χ(λ) = 0 để tìm trị riêng.
2 Ứng với từng trị riêng λ0, tìm 1 cơ sở cho không gian nghiệm
Phương pháp chéo hóa ma trận vuông A
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
(A − λ0In)X = 0 (gồm các vector riêng ứng với λ0)
4 Nếu tổng số vectors cơ sở này đúng bằng n thì A chéo được
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
và ma trận C chính là các vectors cơ sở dựng thành cột
Chéo hóa (tt)
1 Giải phương trình đa thức đặc trưng χ(λ) = 0 để tìm trị riêng.
2 Ứng với từng trị riêng λ0, tìm 1 cơ sở cho không gian nghiệm
Phương pháp chéo hóa ma trận vuông A
(A − λ0In)X = 0 (gồm các vector riêng ứng với λ0) 3 Nếu tổng số vector trong tất cả các cơ sở của tất cả các
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
không gian nghiệm ở bước 2 nhỏ hơn n thì A không chéo hóa được
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa (tt)
1 Giải phương trình đa thức đặc trưng χ(λ) = 0 để tìm trị riêng.
2 Ứng với từng trị riêng λ0, tìm 1 cơ sở cho không gian nghiệm
Phương pháp chéo hóa ma trận vuông A
(A − λ0In)X = 0 (gồm các vector riêng ứng với λ0) 3 Nếu tổng số vector trong tất cả các cơ sở của tất cả các
4 Nếu tổng số vectors cơ sở này đúng bằng n thì A chéo được và ma trận C chính là các vectors cơ sở dựng thành cột
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
không gian nghiệm ở bước 2 nhỏ hơn n thì A không chéo hóa được
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Chéo hóa
Dạng toàn phương
Chéo hóa (tt)
1 Giải phương trình đa thức đặc trưng χ(λ) = 0 để tìm trị riêng.
2 Ứng với từng trị riêng λ0, tìm 1 cơ sở cho không gian nghiệm
Phương pháp chéo hóa ma trận vuông A
(A − λ0In)X = 0 (gồm các vector riêng ứng với λ0) 3 Nếu tổng số vector trong tất cả các cơ sở của tất cả các
4 Nếu tổng số vectors cơ sở này đúng bằng n thì A chéo được và ma trận C chính là các vectors cơ sở dựng thành cột
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
không gian nghiệm ở bước 2 nhỏ hơn n thì A không chéo hóa được
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Table of Contents
1 Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
2 Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận
3 Dạng toàn phương
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
vuông
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Dạng toàn phương
n (cid:88)
n (cid:88)
của n biến số x1, . . . , xn là biểu thức dạng
i=1
j=1
f = aij xi xj
trong đó, aij là các hằng số cho trước
Ví dụ
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f = ax 2 + bxy + cy 2
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Định nghĩa
Dạng toàn phương
n (cid:88)
n (cid:88)
của n biến số x1, . . . , xn là biểu thức dạng
i=1
j=1
f = aij xi xj
trong đó, aij là các hằng số cho trước
Ví dụ
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f = ax 2 + bxy + cy 2
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Ma trận của dạng toàn phương
Để có thể thành lập dạng ma trận tương ứng với dạng toàn phương thì ta phải tách riêng các hệ số theo quy tắc san bằng Ví dụ: f = ax 2 + bxy + cy 2 được “san bằng" thành
xy + yx + cy 2 f = ax 2 + b 2 b 2
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
nghĩa là tách đôi hệ số sao cho aij = aji
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Ma trận của dạng toàn phương
Để có thể thành lập dạng ma trận tương ứng với dạng toàn phương thì ta phải tách riêng các hệ số theo quy tắc san bằng Ví dụ: f = ax 2 + bxy + cy 2 được “san bằng" thành
xy + yx + cy 2 f = ax 2 + b 2 b 2
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
nghĩa là tách đôi hệ số sao cho aij = aji
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Ma trận của dạng toàn phương (tt)
Định nghĩa ma trận
Dạng toàn phương tổng quát tương ứng với ma trận sau
A = a11 ... an1 . . . a1n ... ... . . . ann
với aij là các hệ số của xi xj
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Lưu ý: A là môt ma trận đối xứng
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Ma trận của dạng toàn phương (tt)
Định nghĩa ma trận
Dạng toàn phương tổng quát tương ứng với ma trận sau
A = a11 ... an1 . . . a1n ... ... . . . ann
với aij là các hệ số của xi xj
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Lưu ý: A là môt ma trận đối xứng
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Biểu diễn dạng toàn phương qua ma trận
f có thể được viết dưới dạng sau:
f = X T AX
trong đó,
X = x1 ... xn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Hạng của dạng toàn phương là hạng của ma trận tương ứng với nó.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Biểu diễn dạng toàn phương qua ma trận
f có thể được viết dưới dạng sau:
f = X T AX
trong đó,
X = x1 ... xn
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Hạng của dạng toàn phương là hạng của ma trận tương ứng với nó.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương chính tắc
Định nghĩa
Dạng toàn phương chính tắc là dạng đặc biệt sau
1 + · · · + bny 2 n
f = b1y 2
Nói cách khác, ma trận của dạng này là
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
. . . . . . A = b1 0 ... 0 0 b2 ... 0 0 0 ... . . . bn
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương chính tắc
Định nghĩa
Dạng toàn phương chính tắc là dạng đặc biệt sau
1 + · · · + bny 2 n
f = b1y 2
Nói cách khác, ma trận của dạng này là
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
. . . . . . A = b1 0 ... 0 0 b2 ... 0 0 0 ... . . . bn
Chỉ số của dạng toàn phương
Đặt
Chỉ số dương s(f ) là số các hệ số dương trong 1 dạng chính tắc của f .
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Chỉ số âm t(f ) là số các hệ số âm trong 1 dạng chính tắc của f .
Đưa 1 dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc
Định lý (Luật quán tính)
Bất kỳ dạng toàn phương f nào cũng có thể đưa được về dạng chính tắc bằng cách đổi biến. Tuy nhiên, dạng chính tắc là không duy nhất và phụ thuộc vào cách đổi biến.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Số các hệ số dương và số các hệ số âm trong một dạng chính tắc của f là hằng số và không phụ thuộc vào cách đổi biến.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Chỉ số âm t(f ) là số các hệ số âm trong 1 dạng chính tắc của f .
Đưa 1 dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc
Định lý (Luật quán tính)
Bất kỳ dạng toàn phương f nào cũng có thể đưa được về dạng chính tắc bằng cách đổi biến. Tuy nhiên, dạng chính tắc là không duy nhất và phụ thuộc vào cách đổi biến.
Số các hệ số dương và số các hệ số âm trong một dạng chính tắc của f là hằng số và không phụ thuộc vào cách đổi biến.
Chỉ số của dạng toàn phương
Đặt
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Chỉ số dương s(f ) là số các hệ số dương trong 1 dạng chính tắc của f .
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Đưa 1 dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc
Định lý (Luật quán tính)
Bất kỳ dạng toàn phương f nào cũng có thể đưa được về dạng chính tắc bằng cách đổi biến. Tuy nhiên, dạng chính tắc là không duy nhất và phụ thuộc vào cách đổi biến.
Số các hệ số dương và số các hệ số âm trong một dạng chính tắc của f là hằng số và không phụ thuộc vào cách đổi biến.
Chỉ số của dạng toàn phương
Đặt
Chỉ số dương s(f ) là số các hệ số dương trong 1 dạng chính tắc của f .
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Chỉ số âm t(f ) là số các hệ số âm trong 1 dạng chính tắc của f .
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Đưa 1 dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc
Định lý (Luật quán tính)
Bất kỳ dạng toàn phương f nào cũng có thể đưa được về dạng chính tắc bằng cách đổi biến. Tuy nhiên, dạng chính tắc là không duy nhất và phụ thuộc vào cách đổi biến.
Số các hệ số dương và số các hệ số âm trong một dạng chính tắc của f là hằng số và không phụ thuộc vào cách đổi biến.
Chỉ số của dạng toàn phương
Đặt
Chỉ số dương s(f ) là số các hệ số dương trong 1 dạng chính tắc của f .
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Chỉ số âm t(f ) là số các hệ số âm trong 1 dạng chính tắc của f .
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Đưa dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc (tt)
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Nhận xét: s(f ) + t(f ) = rank(f ) Dùng hằng đẳng thức (a ± b)2 = a2 ± 2ab + b2, ta có thể biến đổi dạng toàn phương f tùy ý về dạng chính tắc.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Đưa dạng toàn phương về dạng toàn phương chính tắc (tt)
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Nhận xét: s(f ) + t(f ) = rank(f ) Dùng hằng đẳng thức (a ± b)2 = a2 ± 2ab + b2, ta có thể biến đổi dạng toàn phương f tùy ý về dạng chính tắc.
Dạng toàn phương f là nửa xác định âm hay không dương nếu
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
f (x1, . . . , xn) ≤ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Dạng toàn phương có dấu xác định
Định nghĩa
Dạng toàn phương f là nửa xác định dương hay không âm nếu
f (x1, . . . , xn) ≥ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Dạng toàn phương f là xác định dương nếu f không âm và f (x1, . . . , xn) = 0 ⇔ x1 = · · · = xn = 0
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương có dấu xác định
Định nghĩa
Dạng toàn phương f là nửa xác định dương hay không âm nếu
f (x1, . . . , xn) ≥ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Dạng toàn phương f là xác định dương nếu f không âm và f (x1, . . . , xn) = 0 ⇔ x1 = · · · = xn = 0 Dạng toàn phương f là nửa xác định âm hay không dương nếu
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (x1, . . . , xn) ≤ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương có dấu xác định
Định nghĩa
Dạng toàn phương f là nửa xác định dương hay không âm nếu
f (x1, . . . , xn) ≥ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Dạng toàn phương f là xác định dương nếu f không âm và f (x1, . . . , xn) = 0 ⇔ x1 = · · · = xn = 0 Dạng toàn phương f là nửa xác định âm hay không dương nếu
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
f (x1, . . . , xn) ≤ 0, ∀x1, . . . , xn ∈ R
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương có dấu xác định (tt)
Định nghĩa (tt)
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Dạng toàn phương f là xác định âm nếu f không dương và f (x1, . . . , xn) = 0 ⇔ x1 = · · · = xn = 0 Các trường hợp trên, ta bảo f xác định dấu, ngược lại, ta bảo f đổi dấu
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Dạng toàn phương có dấu xác định (tt)
Định nghĩa (tt)
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Dạng toàn phương f là xác định âm nếu f không dương và f (x1, . . . , xn) = 0 ⇔ x1 = · · · = xn = 0 Các trường hợp trên, ta bảo f xác định dấu, ngược lại, ta bảo f đổi dấu
3 Nếu s(f ) = 0, nghĩa là t(f ) = rank(f ) thì
Nếu t(f ) = rank(f ) = n thì f xác định âm
Nếu t(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định âm
4 Nếu t(f ) > 0 và s(f ) > 0 thì f đổi dấu.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Cách xác định dấu
1 Đưa f về dạng chính tắc, xác đinh s(f ), t(f ) và rank(f ).
2 Nếu t(f ) = 0, nghĩa là s(f ) = rank(f ) thì
Phương pháp
Nếu s(f ) = rank(f ) = n thì f xác định dương Nếu s(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định dương
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
4 Nếu t(f ) > 0 và s(f ) > 0 thì f đổi dấu.
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Cách xác định dấu
1 Đưa f về dạng chính tắc, xác đinh s(f ), t(f ) và rank(f ).
2 Nếu t(f ) = 0, nghĩa là s(f ) = rank(f ) thì
Phương pháp
Nếu s(f ) = rank(f ) = n thì f xác định dương Nếu s(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định dương
3 Nếu s(f ) = 0, nghĩa là t(f ) = rank(f ) thì
Nếu t(f ) = rank(f ) = n thì f xác định âm Nếu t(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định âm
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Cách xác định dấu
1 Đưa f về dạng chính tắc, xác đinh s(f ), t(f ) và rank(f ).
2 Nếu t(f ) = 0, nghĩa là s(f ) = rank(f ) thì
Phương pháp
Nếu s(f ) = rank(f ) = n thì f xác định dương Nếu s(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định dương
3 Nếu s(f ) = 0, nghĩa là t(f ) = rank(f ) thì
Nếu t(f ) = rank(f ) = n thì f xác định âm Nếu t(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định âm
4 Nếu t(f ) > 0 và s(f ) > 0 thì f đổi dấu.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương
Ánh xạ tuyến tính - Biểu diễn ma trận
Giá trị riêng, vector riêng của ma trân vuông. Chéo hóa ma trận vuông
Dạng toàn phương
Cách xác định dấu
1 Đưa f về dạng chính tắc, xác đinh s(f ), t(f ) và rank(f ).
2 Nếu t(f ) = 0, nghĩa là s(f ) = rank(f ) thì
Phương pháp
Nếu s(f ) = rank(f ) = n thì f xác định dương Nếu s(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định dương
3 Nếu s(f ) = 0, nghĩa là t(f ) = rank(f ) thì
Nếu t(f ) = rank(f ) = n thì f xác định âm Nếu t(f ) = rank(f ) < n thì f nửa xác định âm
4 Nếu t(f ) > 0 và s(f ) > 0 thì f đổi dấu.
Tiến sĩ Nguyễn Phúc Sơn
Chương 3: Sơ lược về toán tử tuyến tính và dạng toàn phương

