计算矩阵幂次的一般性方法

计算矩阵幂次的一般性方法初学线性代数时 对于计算矩阵幂次 是采用所谓找规律的方法 这种方法其实非常不科学 因为这样能计算的都是特别特殊的矩阵 对于一般性的矩阵 这种方法没有意义 而且所谓的找规律 只是简单的计算矩阵乘法 是命题人凑给你的 并不能看到问题的本质 下面介绍一些一般性的方法一 rank A 1 的矩阵 且能够分解为列向量乘行向量的形式 二 可对角化的矩阵需要对角化矩阵

初学线性代数时,对于计算矩阵幂次,是采用所谓找规律的方法,这种方法其实非常不科学。因为这样能计算的都是特别特殊的矩阵,对于一般性的矩阵,这种方法没有意义,而且所谓的找规律,只是简单的计算矩阵乘法,是命题人凑给你的。并不能看到问题的本质。

 

下面介绍一些一般性的方法

一.rank(A)=1 的矩阵,且能够分解为列向量乘行向量的形式。

计算矩阵幂次的一般性方法

 

二. 可对角化的矩阵

需要对角化矩阵

 

三. 利用凯莱哈密顿定理分析出矩阵的性质

将矩阵幂乘转化为矩阵乘法(计算量小于对角化)

 

四. 利用约当标准型中零幂矩阵的性质。

任意一个方阵不一定能对角化,但总相似于约当标准型。约当标准型中的约当块满足零幂性质。

计算矩阵幂次的一般性方法

五. 对于分块矩阵

先对矩阵进行分块,在进行计算。

计算矩阵幂次的一般性方法

 

例题:

计算矩阵幂次的一般性方法

先分块,2*2矩阵块使用凯莱哈密顿定理

计算矩阵幂次的一般性方法

约当标准型,分解为E+A形式,二项式展开。

计算矩阵幂次的一般性方法

 

 

 

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