对角化 $$$\left[\begin{array}{cc}0 & 1\\0 & 1\end{array}\right]$$$

该计算器将(如果可能)对 $$$2$$$x$$$2$$$ 的方阵 $$$\left[\begin{array}{cc}0 & 1\\0 & 1\end{array}\right]$$$ 进行对角化,并显示步骤。
A

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$$$\left[\begin{array}{cc}0 & 1\\0 & 1\end{array}\right]$$$对角化。

解答

首先,求特征值和特征向量(步骤参见特征值与特征向量计算器)。

特征值:$$$1$$$,特征向量:$$$\left[\begin{array}{c}1\\1\end{array}\right]$$$

特征值:$$$0$$$,特征向量:$$$\left[\begin{array}{c}1\\0\end{array}\right]$$$

构造矩阵$$$P$$$,其第$$$i$$$列为第$$$i$$$个特征向量:$$$P = \left[\begin{array}{cc}1 & 1\\1 & 0\end{array}\right]$$$

构造对角矩阵$$$D$$$,其中在第$$$i$$$行第$$$i$$$列的元素为第$$$i$$$个特征值:$$$D = \left[\begin{array}{cc}1 & 0\\0 & 0\end{array}\right]$$$

矩阵$$$P$$$$$$D$$$使得初始的矩阵等式$$$\left[\begin{array}{cc}0 & 1\\0 & 1\end{array}\right] = P D P^{-1}$$$成立。

$$$P^{-1} = \left[\begin{array}{cc}0 & 1\\1 & -1\end{array}\right]$$$(步骤详见逆矩阵计算器)。

答案

$$$P = \left[\begin{array}{cc}1 & 1\\1 & 0\end{array}\right]$$$A

$$$D = \left[\begin{array}{cc}1 & 0\\0 & 0\end{array}\right]$$$A

$$$P^{-1} = \left[\begin{array}{cc}0 & 1\\1 & -1\end{array}\right]$$$A


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