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実対称行列の対角化

■定理

実対称行列 A は適当な直交行列 P により対角化可能である.

P t AP= λ 1 0 0 0 λ 2 0 0 0 λ n

■証明

n 次正方行列は,適当な直交行列 P により三角化できる(定理)ことより

P 1 AP= λ 1 * λ 2 0 λ n  ・・・・・・(1)

が成り立つ.

P 1 AP t = AP t P 1 t = P t A t P = P t AP

(∵ P 直交行列なので, P 1 = P t A 実対称行列なので, A t =A = P 1 AP )

より, P 1 AP は実対称行列である.したがって,(1)は

P t A t P= λ 1 0 λ 2 0 λ n

となる.

 

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最終更新日:2022年9月3日

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