什么是矩阵的特征值?
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2018-07-05 · 知道合伙人教育行家
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如何理解矩阵,特征值和特征向量?
答:线性空间中,当你选定一组基之后,不仅可以用一个向量来描述空间中的任何一个对象,而且可以用矩阵来描述该空间中的任何一个运动(变换),从而得出矩阵是线性空间里的变换的描述。而使某个对象发生对应运动(变换)的方法,就是用代表那个运动(变换)的矩阵,乘以代表那个对象的向量。转换为数学语言: 是矩阵, 是向量, 相当于将 作线性变换从而得到 ,从而使得矩阵 (由n个向量组成)在对象或者说向量 上的变换就由简单的实数 来刻画,由此称 为矩阵A的特征值,而 称为 对应的特征向量。
总结来说,特征值和特征向量的出现实际上将复杂的矩阵由实数和低维的向量来形象的描述(代表),实现了降维的目的。在几何空间上还可以这样理解:矩阵A是向量的集合,而 则是向量的方向, 可以理解为矩阵A在 方向上作投影,而矩阵又是线性空间变换的描述,所以变换后方向保持不变,仅是各个方向投影后有个缩放比例 。
答:线性空间中,当你选定一组基之后,不仅可以用一个向量来描述空间中的任何一个对象,而且可以用矩阵来描述该空间中的任何一个运动(变换),从而得出矩阵是线性空间里的变换的描述。而使某个对象发生对应运动(变换)的方法,就是用代表那个运动(变换)的矩阵,乘以代表那个对象的向量。转换为数学语言: 是矩阵, 是向量, 相当于将 作线性变换从而得到 ,从而使得矩阵 (由n个向量组成)在对象或者说向量 上的变换就由简单的实数 来刻画,由此称 为矩阵A的特征值,而 称为 对应的特征向量。
总结来说,特征值和特征向量的出现实际上将复杂的矩阵由实数和低维的向量来形象的描述(代表),实现了降维的目的。在几何空间上还可以这样理解:矩阵A是向量的集合,而 则是向量的方向, 可以理解为矩阵A在 方向上作投影,而矩阵又是线性空间变换的描述,所以变换后方向保持不变,仅是各个方向投影后有个缩放比例 。
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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
Ax=mx,等价于求m,使得(mE-A)x=0,其中E是单位矩阵,0为零矩阵。
|mE-A|=0,求得的m值即为A的特征值。|mE-A| 是一个n次多项式,它的全部根就是n阶方阵A的全部特征值,这些根有可能相重复,也有可能是复数。
如果n阶矩阵A的全部特征值为m1 m2 ... mn,则|A|=m1*m2*...*mn
同时矩阵A的迹是特征值之和:tr(A)=m1+m2+m3+…+mn[1]
如果n阶矩阵A满足矩阵多项式方程g(A)=0, 则矩阵A的特征值m一定满足条件g(m)=0;特征值m可以通过解方程g(m)=0求得。
Ax=mx,等价于求m,使得(mE-A)x=0,其中E是单位矩阵,0为零矩阵。
|mE-A|=0,求得的m值即为A的特征值。|mE-A| 是一个n次多项式,它的全部根就是n阶方阵A的全部特征值,这些根有可能相重复,也有可能是复数。
如果n阶矩阵A的全部特征值为m1 m2 ... mn,则|A|=m1*m2*...*mn
同时矩阵A的迹是特征值之和:tr(A)=m1+m2+m3+…+mn[1]
如果n阶矩阵A满足矩阵多项式方程g(A)=0, 则矩阵A的特征值m一定满足条件g(m)=0;特征值m可以通过解方程g(m)=0求得。
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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 是矩阵A的一个特征值或本征值。
式Ax=λx也可写成( A-λE)X=0。这是n个未知数n个方程的齐次线性方程组,它有非零解的充分必要条件是系数行列式| A-λE|=0。
扩展资料
矩阵特征值
性质1:若λ是可逆阵A的一个特征根,x为对应的特征向量,则1/λ 是A的逆的一个特征根,x仍为对应的特征向量。
性质2:若 λ是方阵A的一个特征根,x为对应的特征向量,则λ 的m次方是A的m次方的一个特征根,x仍为对应的特征向量。
性质3:设λ1,λ2,…,λm是方阵A的互不相同的特征值。xj是属于λi的特征向量( i=1,2,…,m),则x1,x2,…,xm线性无关,即不相同特征值的特征向量线性无关。
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定义 设A是n阶方阵,如果数λ和n维非零列向量x使关系式
AX=λX (1)
成立,那么这样的数λ称为矩阵A特征值,非零向量x称为A的对应于特征值λ的特征向量.(1)式也可写成,
( A-λE)X=0 (2)
这是n个未知数n个方程的齐次线性方程组,它有非零解的充分必要条件是系数行列式
| A-λE|=0 , (3)
AX=λX (1)
成立,那么这样的数λ称为矩阵A特征值,非零向量x称为A的对应于特征值λ的特征向量.(1)式也可写成,
( A-λE)X=0 (2)
这是n个未知数n个方程的齐次线性方程组,它有非零解的充分必要条件是系数行列式
| A-λE|=0 , (3)
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