在探讨矩阵特征值的初等变换求法时,我们首先要明确,并不是所有的矩阵A都能通过相似变换化为对角矩阵B。即,并非总是能找到一个对角矩阵B,使得B中的对角线元素正好是A的特征值。
若矩阵A能够通过某个可逆矩阵P,使得PAP-1=B,那么我们称A为可对角化的矩阵。此时,B的对角线元素即为A的特征值,且根据特征值的重数,相应的特征向量需要满足线性无关的条件。而P的列向量则是A的n个线性无关的特征向量,这些向量必须与B中的特征值排列次序相对应。
对于不能对角化的矩阵A,即无法找到n个线性无关的特征向量的情况,我们无法将其通过相似变换化为对角形式。此时,只能将其化为若当标准形,即由若当块组成的准对角形矩阵J。这种情况下,尽管PAP-1=J成立,但P的列向量并不全为A的特征向量,其组成要根据A的特征值情况来确定。
需要指出的是,上述过程是不可能完全实现的。如果能够做到这一点,意味着能够解决任意多项式的求根问题,而这已经被证明是不可能的。因此,我认为在求解特征值的过程中,只有数值方法是可行的,而不会有理论上的求解析解的方法。