矩阵的等价,相似,合同

矩阵等价

  • 定义:对同型矩阵A、B,存在可逆阵P和Q,使得 B = PAQ
  • 充要条件:A和B的秩相等

矩阵合同

  • 定义:对同型方阵A、B,存在可逆阵P使得 B=P^{T}AP

矩阵相似

  • 比等价严苛
  • 定义:对同型方阵A、B,存在可逆阵P,使得 B=P^{-1}AP

三者关系:

  • 等价(只有秩相同)–>合同(秩和正负惯性指数相同)–>相似(秩,正负惯性指数,特征值均相同),矩阵亲密关系的一步步深化。
  • 相似矩阵必为等价矩阵,但等价矩阵未必为相似矩阵
    • PQ=E 的等价矩阵是相似矩阵
  • 合同矩阵必为等价矩阵,等价矩阵未必为合同矩阵
    • 正惯性指数相同的等价矩阵是合同矩阵
  • 合同矩阵未必是相似矩阵
  • 相似矩阵未必合同
  • 正交相似矩阵必为合同矩阵,正交合同矩阵必为相似矩阵
  • 如果A与B都是n阶实对称矩阵,且有相同的特征根.则A与B既相似又合同

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