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高中数学:如何用空间向量求平面的法向量? 线性代数问题,求矩阵的对角阵时为什么要把特征向量单位化呢?

高中数学:如何用空间向量求平面的法向量?

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在空间求平面的法向量的方法:
(1)直接法:找一条与平面垂直的直线,求该直线的方向向量。
(2)待定系数法:建立空间直角坐标系,
①设平面的法向量为 n=(x,y,z)
②在平面内找两个不共线的向量a 和 b,
③建立方程组: n点乘a=0
n点乘b=0
④解方程组,取其中的一组解即可。

线性代数问题,求矩阵的对角阵时为什么要把特征向量单位化呢?

因为正交阵的每一列都肯定是单位阵,所以需要单位化;如果不用正交阵作对角化过程,只用一般的可逆阵,就可以不单位化。
线性变换的特征向量是指在变换下方向不变,或者简单地乘以一个缩放因子的非零向量。特征向量对应的特征值是它所乘的那个缩放因子。特征空间就是由所有有着相同特征值的特征向量组成的空间,还包括零向量,但要注意零向量本身不是特征向量 。
线性变换的主特征向量是最大特征值对应的特征向量。特征值的几何重次是相应特征空间的维数。有限维向量空间上的一个线性变换的谱是其所有特征值的集合。
扩展资料:
求特征值和特征向量
1、描述正方形矩阵的特征值的重要工具是特征多项式,λ是A的特征值等价于线性方程组(A – λI) v = 0 (其中I是单位矩阵)有非零解v (一个特征向量),因此等价于行列式|A – λI|=0 ;
2、函数p(λ) = det(A – λI)是λ的多项式,因为行列式定义为一些乘积的和,这就是A的特征多项式。矩阵的特征值也就是其特征多项式的零点。
3、一个矩阵A的特征值可以通过求解方程pA(λ) = 0来得到。 若A是一个n×n矩阵,则pA为n次多项式,因而A最多有n个特征值。 反过来,代数基本定理说这个方程刚好有n个根,如果重根也计算在内的话。
4、所有奇数次的多项式必有一个实数根,因此对于奇数n,每个实矩阵至少有一个实特征值。在实矩阵的情形,对于偶数或奇数的n,非实数特征值成共轭对出现。
5、一旦找到特征值λ,相应的特征向量可以通过求解特征方程(A – λI) v = 0 得到,其中v为待求特征向量,I为单位阵。没有实特征值的一个矩阵的例子是顺时针旋转90度。

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