两个相似矩阵在数学上具有以下相同之处:
1. 秩:相似矩阵的秩相同。秩是矩阵中线性无关行(或列)的最大数目。
2. 行列式:相似矩阵的行列式相同。这意味着它们的几何意义在某种意义上是一致的,即它们将体积或面积等度量按照相同的比例进行缩放。
3. 特征值:相似矩阵具有相同的特征值,包括特征值的重数。相似矩阵的特征向量可能不同,但对应的特征值是相同的。
4. 特征向量空间:相似矩阵具有相同的特征向量空间,即具有相同特征值的向量组成的子空间是相同的。
5. 迹:相似矩阵的迹相同。迹是矩阵对角线元素的和。
6. 迹和行列式的乘积:相似矩阵的迹与行列式的乘积相同。
7. 幂次方:如果矩阵A相似于矩阵B,那么对于任何正整数k,矩阵A的k次幂也相似于矩阵B的k次幂。
8. 逆矩阵:如果矩阵A相似于矩阵B,并且A是可逆的,那么B也是可逆的,并且它们的逆矩阵也是相似的。
9. 特征多项式:相似矩阵的特征多项式相同。
这些性质说明相似矩阵在结构上非常相似,它们执行相似的操作,只是缩放或旋转了向量。相似矩阵在应用中通常用于解决几何问题,如求解线性方程组、分析系统的稳定性等。