线性代数的特征值和特征向量
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- 2022-09-05 07:56:10
线性代数里的特征向量和特征值的含义
线性代数是数学的一个分支,它的研究对象是向量,向量空间(或称线性空间),线性变换和有限维的线性方程组。向量空间是现代数学的一个重要课题;因而,线性代数被广泛地应用于抽象代数和泛函分析中;通过解析几何,线性代数得以被具体表示。线性代数的理论已被泛化为算子理论。由于科学研究中的非线性模型通常可以被近似为线性模型,使得线性代数被广泛地应用于自然科学和社会科学中。 特征值是线性代数中的一个重要概念。在数学、物理学、化学、计算机等领域有着广泛的应用。 数学上,线性变换的特征向量(本征向量)是一个非退化的向量,其方向在该变换下不变。该向量在此变换下缩放的比例称为其特征值(本征值)。一个线性变换通常可以由其线性代数特征值和特征向量怎么求
对于一个方阵来说 求特征值的方法就是 行列式方程|A-λE|=0 解得λ 之后 再代入矩阵A-λE中 化简得到特征向量线性代数 特征值和特征向量
特征向量和特征值的定义就是:矩阵A乘以一个非零向量a,相当于一个数λ乘以这个向量a,于是这个数λ就是特征值(能代表矩阵A特点的数值),向量a就是特征向量。写成式子就是 Aa=λa 那你想想,移项过去以后Aa-λa=0,要把a用乘法分配律提出来,就变成(A-λE)a=0(E是单位矩阵) 那你现在的目的是要求λ和a,如果运用条件呢?首先这是个以a为未知数的齐次方程组(右边是0),a≠0,根据解的判别定理,齐次方程组有一个不为0的解,比如它的系数行列式为0才行,所以 |A-λE|=0,就是你问的第一个式子。 然后就算这个行列式的值来解出λ。行列式的结果是一个关于λ的3次方程,3次方程必然有3个解(这线性代数中怎样求特征值和特征向量?
特征值与特征向量是线性代数的核心也是难点,在机器学习算法中应用十分广泛。要求线性代数中的特征值和特征向量,就要先弄清楚定义:
设 A 是 n 阶矩阵,如果存在一个数 λ 及非零的 n 维列向量 α ,使得Aα=λαAα=λα成立,则称 λ 是矩阵 A 的一个特征值,称非零向量 α 是矩阵 A 属于特征值 λ 的一个特征向量。
观察这个定义可以发现,特征值是一个数,特征向量是一个列向量,一个矩阵乘以一个向量就等于一个数乘以一个向量。
扩展资料:
下面根据一个例子来理解:
设 A 是 3 阶矩阵
存在一个数 λ ,
且存在一个非零的 3 维列向量 α ,
使得 Aα = λα,即
则称 λ=4 为矩阵A的特征值,
也称 α=[ -4, 5, 17 ]T是矩阵A属于特征值为 4 的一个特征向量。
线性代数,求特征值和特征向量
特征值 λ = -2, 3, 3,特征向量: (1 0 -1)^T、(3 0 2)^T。
解:
|λE-A| =
|λ-1 -1 -3|
| 0 λ-3 0|
|-2 -2 λ|
|λE-A| = (λ-3)*
|λ-1 -3|
|-2 λ|
|λE-A| = (λ-3)(λ^2-λ-6) = (λ+2)(λ-3)^2
特征值 λ = -2, 3, 3
对于 λ = -2, λE-A =
[-3 -1 -3]
[ 0 -5 0]
[-2 -2 -2]
行初等变换为
[ 1 1 1]
[ 0 1 0]
[ 0 2 0]
行初等变换为
[ 1 0 1]
[ 0 1 0]
[ 0 0 0]
得特征向量 (1 0 -1)^T。
对于重特征值 λ = 3, λE-A =
[ 2 -1 -3]
[ 0 0 0]
[-2 -2 3]
行初等变换为
[ 2 -1 -3]
[ 0 -3 0]
[ 0 0 0]
行初等变换为
[ 2 0 -3]
[ 0 1 0]
[ 0 0 0]
得特征向量 (3 0 2)^T。
答:特征值 λ = -2, 3, 3,特征向量: (1 0 -1)^T、(3 0 2)^T。
扩展资料
特征值是线性代数中的一个重要概念。在数学、物理学、化学、计算机等领域有着广泛的应用
设 A 是n阶方阵,如果存在数m和非零n维列向量 x,使得 Ax=mx 成立,则称 m 是A的一个特征值(characteristic value)或本征值(eigenvalue)。
非零n维列向量x称为矩阵A的属于(对应于)特征值m的特征向量或本征向量,简称A的特征向量或A的本征向量。
矩阵的特征向量是矩阵理论上的重要概念之一,它有着广泛的应用。数学上,线性变换的特征向量(本征向量)是一个非简并的向量,其方向在该变换下不变。该向量在此变换下缩放的比例称为其特征值(本征值)。