定义
有一类矩阵,如对角矩阵、实对称矩阵(
)、实反对称矩阵(
)、厄米特矩阵(
)、反厄米特矩阵(
)、正交矩阵(
)以及酉矩阵(
)等,都有一个共同的性质:
。为了能够用统一的方法研究他们的相似标准型,我们引入正规矩阵的概念。
设,且
,则称
为正规矩阵。
当正规矩阵的全部特征值为实数时,
是厄米特矩阵;
当正规矩阵的全部特征值为零或虚数时,
是反厄米特矩阵;
当正规矩阵的全部特征值的模为1时,
是酉矩阵。
上面提到的几个特殊矩阵都是正规矩阵,但正规矩阵并不限于以上几种。如也是正规矩阵,但并不属于上述几种矩阵。1
性质①矩阵为正规矩阵的充要条件是:存在酉矩阵
,使得
酉相似于对角矩阵,即
其中
是矩阵
的特征值。
②为正规矩阵,则与
酉相似的矩阵都是正规矩阵;
③为正规矩阵,则
必有
个线性无关的特征向量;
④为正规矩阵,则
的属于不同特征值的特征子空间是互相正交的。2