¿Cómo podemos diagonalizar una matriz de 5 por 5 (o más), pero sin usar determinantes?

Deje M ser una matriz. Tenga en cuenta que puede tomar combinaciones lineales de matrices, por lo que el conjunto de matrices N x N forma un espacio vectorial de dimensión N ^ 2. Las matrices

I, M, M ^ 2, M ^ 3, …

será linealmente dependiente en el momento en que llegue a la potencia N ^ 2 de M, por lo que puede encontrar el exponente más pequeño Q para el cual

I, M, …, M ^ Q

es linealmente dependiente, dando una ecuación P (M) = 0, donde P es un polinomio y donde el término constante de P se interpreta como un múltiplo de la matriz de identidad.

Puede ver que si M ya es una matriz diagonal que P (lamda) = 0 para cualquier valor propio de M. De hecho, incluso si M no es diagonal, entonces las raíces de P serán valores propios de M.

Entonces, uno realmente no necesita determinantes o el polinomio característico para diagonalizar una matriz diagonalizable, simplemente puede sustituir el polinomio P anterior por el polinomio característico.

Puede calcular los vectores propios y aplicar el espacio orto-normal dos veces a la matriz. L = Matriz 5 × 5 hecha de vectores propios y hecha D = LtAL. De lo contrario, puede calcular los valores propios de A y este es el elemento de D. De lo contrario, puede encontrar dos Matrix L y Lt para que D = L-1AL. La primera condición es válida solo si A es una matriz y espacio simétrico de vectores propios orto-normales que significan: Lt = L-1

¿Qué tal una descomposición de LDU?

Se puede derivar de una descomposición LU.