特征理论与对角化
谱
矩阵或算子的谱,就是它全部特征值构成的集合——所有使 A - lambda I 不可逆的数 lambda 的集合。可把它看作算子的指纹:它沿各特殊方向所施加的伸缩因子的精确清单。
在有限维中,谱是一个有限集,记作 spec(A) 或 sigma(A)。它恰好由特征多项式的根组成。注意谱是一个集合,因而忽略重数:矩阵 [3, 0; 0, 3] 和单独的数 3 的谱都是 {3},尽管前者是 2x2 的。
在无穷维中,谱一词的含义远为丰富:算子可能既不可逆、却又不带任何特征向量。那里谱分裂为点谱、连续谱与剩余谱。眼下在有限维中,谱 = 特征值——但请把这层更广的含义揣在身上,留待算子专题。
spec([2, 0, 0; 0, 2, 0; 0, 0, 5]) = {2, 5}
对角线上有两个元素相等,但谱是集合,故 2 只列出一次。
当特征值连同其代数重数一并列出(成为多重集而非集合)时,所得有时称为“带重数的谱”。朴素的谱则是其底层集合。
又称
另见