如何求矩陣的特徵值和特徵向量,如何根據特徵向量和特徵值求矩陣

時間 2021-08-11 17:38:48

1樓:捲毛

如何理解其意義?

直扣靈魂,

我真的曾經理解過它的意義嗎???

招了吧,真沒有!

原在數學系時,教室裡,對著黑板一堆密密麻麻的公式,我也是時常神遊天外的主......

考試前,為了避免掛科才熬夜突擊,對著書本一一比劃,至少要演算兩到三張稿紙,才勉強能記住方法、步驟,哪還管得著它的意義?

這種突擊式訓練記憶,忘得也快,就像寫**一樣,過一陣就忘了!

課堂上,老師大多是照本宣科。

想當年,

也許是知識閱歷不夠,很難理解其意義,

也許是努力不夠,被足球耽誤了。

也許是天賦所限,不能頓悟!

...…

總之,可以確定,那時我肯定是沒有理解它的意義的。

不知道現在有多少學生還是一樣?

在學習一些抽象的數學工具時,代換

三、四步之後就不知所云了,

往往只能靠記憶強撐,而這種記憶最多維持一週,年輕時可能長點,後來,說忘就忘了......。

有極少數天才,能在抽象世界裡面一直轉,抽啊抽,一直抽......並最終以此為業。

而大多數人(99+%),一到畢業,就尷尬,因為真的不理解其意義,

看似學了些高深的數學知識,只會做題,不會運用,根本不理解公式指代符號的現實對映!

進而職場上,若有其它方面訓練缺失的短板,一旦顯現後,囧是必然!

我想,這不單是數學教育的問題,也是其它各方面可能會尷尬的本源:

不理解其意義!!!

好,扯遠了,回到正題,來看靈魂之問:

如何理解特徵值的意義?

最近才有些感悟,和大家分享一下。

說到特徵值[公式],數學上,基本是指矩陣的特徵值。

說到矩陣,高等代數幾乎一整本書都在講它,最著名的數學軟體叫matlab,直譯為矩陣實驗室,足見其高深、複雜!

而這麼複雜混亂的東西確有一個特徵值, 難道不奇怪?

2樓:匿名使用者

設矩陣a的特徵值為λ那麼

|a-λe|=

1-λ 2 4

2 -2-λ 2

4 2 1-λ 第1列減去第2列×2=-3-λ 2 4

6+2λ -2-λ 2

0 2 1-λ 第2行加上第1行×2=-3-λ 2 4

0 2-λ 10

0 2 1-λ

=(-3-λ)(λ^2-3λ-18)=0

解得λ=6,-3,-3

當λ=6時,

a-6e=

-5 2 4

2 -8 2

4 2 -5 第1行加上第3行,第3行減去第2行×2~-1 4 -1

2 -8 2

0 18 -9 第2行加上第1行×2,第3行除以9,交換第2和第3行,第1行×(-1)

~1 -4 1

0 2 -1

0 0 0 第1行加上第2行×2

~1 0 -1

0 2 -1

0 0 0

得到特徵向量為(2,1,2)^t

當λ= -3時,

a+3e=

4 2 4

2 1 2

4 2 4 第1行減去第3行,第3行減去第2行×2,交換第1和第2行

~2 1 2

0 0 0

0 0 0

得到特徵向量為(1,0,-1)^t和(1,-2,0)^t所以矩陣的特徵值為6,-3,-3

對應的特徵向量為(2,1,2)^t,(1,0,-1)^t和(1,-2,0)^t

如何根據特徵向量和特徵值求矩陣

3樓:angela韓雪倩

對於特徵值λ和特徵向量a,得到aa=aλ

於是把每個特徵值和特徵向量寫在一起

注意對於實對稱矩陣不同特徵值的特徵向量一定正交得到矩陣p,再求出其逆矩陣p^(-1)

可以解得原矩陣a=pλp^(-1)

設a為n階矩陣,若存在常數λ及n維非零向量x,使得ax=λx,則稱λ是矩陣a的特徵值,x是a屬於特徵值λ的特徵向量。

一個矩陣a的特徵值可以通過求解方程pa(λ) = 0來得到。 若a是一個n×n矩陣,則pa為n次多項式,因而a最多有n個特徵值。

反過來,代數基本定理說這個方程剛好有n個根,如果重根也計算在內的話。所有奇數次的多項式必有一個實數根,因此對於奇數n,每個實矩陣至少有一個實特徵值。在實矩陣的情形,對於偶數或奇數的n,非實數特徵值成共軛對出現。

4樓:匿名使用者

首先記住基本公式,

對於特徵值λ和特徵向量a,得到aa=aλ

於是把每個特徵值和特徵向量寫在一起

注意對於實對稱矩陣不同特徵值的特徵向量一定正交得到矩陣p,再求出其逆矩陣p^(-1)

可以解得原矩陣a=pλp^(-1)

知道特徵值和特徵向量怎麼求矩陣

5樓:匿名使用者

例:已知矩陣a,有特徵值λ1及其對應一個特徵向量α1,特徵值λ2及其對應一個特徵向量α2,求矩陣a。

∵ aα1=λ1α1,aα2=λ2α2

∴ a[α1 α2]=[α1 α2] diag(λ1 λ2),其中矩陣[α1 α2]為由兩個特徵向量作為列的矩陣,diag(λ1 λ2)為由於特徵值作為對角元的對角矩陣。

記矩陣p=[α1 α2],矩陣λ=diag(λ1 λ2),則有:ap=pλ

∴ a=pλp逆

將p,λ帶入計算即可。

注:數學符號右上角標打不出來(像p的-1次方那樣),就用「p逆」表示了,希望能幫到您

6樓:河傳楊穎

對於特徵值λ和特徵向量a,得到aa=aλ

於是把每個特徵值和特徵向量寫在一起

注意對於實對稱矩陣不同特徵值的特徵向量一定正交

得到矩陣p,再求出其逆矩陣p^(-1)

可以解得原矩陣a=pλp^(-1)

設a為n階矩陣,若存在常數λ及n維非零向量x,使得ax=λx,則稱λ是矩陣a的特徵值,x是a屬於特徵值λ的特徵向量。

一個矩陣a的特徵值可以通過求解方程pa(λ) = 0來得到。 若a是一個n×n矩陣,則pa為n次多項式,因而a最多有n個特徵值。

反過來,代數基本定理說這個方程剛好有n個根,如果重根也計算在內的話。所有奇數次的多項式必有一個實數根,因此對於奇數n,每個實矩陣至少有一個實特徵值。在實矩陣的情形,對於偶數或奇數的n,非實數特徵值成共軛對出現。

擴充套件資料

求矩陣的全部特徵值和特徵向量的方法如下:

第一步:計算的特徵多項式;

第二步:求出特徵方程的全部根,即為的全部特徵值;

第三步:對於的每一個特徵值,求出齊次線性方程組。

若是的屬於的特徵向量,則也是對應於的特徵向量,因而特徵向量不能由特徵值惟一確定.反之,不同特徵值對應的特徵向量不會相等,亦即一個特徵向量只能屬於一個特徵值。

在a變換的作用下,向量ξ僅僅在尺度上變為原來的λ倍。稱ξ是a 的一個特徵向量,λ是對應的特徵值(本徵值),是(實驗中)能測得出來的量,與之對應在量子力學理論中,很多量並不能得以測量,當然,其他理論領域也有這一現象。

在matlab中求矩陣特徵值和特徵向量的**

7樓:大野瘦子

>>clc;clear;close;

>>a=[3,-1,-2;2,0,-2;2,-1,-1];

>>[x,b]=eig(a) %求矩陣a的特徵值和特徵向量,其中b的對角線元素是特徵值,

%x的列是相應的特徵向量

最後的結果是:

x =0.7276 -0.5774 0.6230

0.4851 -0.5774 -0.2417

0.4851 -0.5774 0.7439

b =1.0000 0 0

0 0.0000 0

0 0 1.0000

特徵值和特徵向量的求解根據專案的需求或者是矩陣的具體形式,主要可以分成如下三種形式:

1、只需要獲得矩陣的最大特徵值和特徵值所對應的特徵向量。

2、需要求取矩陣的所有特徵值。

3、需要求取特徵值和特徵向量的矩陣為實對稱矩陣,則可以通過另一種方法進行求解。

這三種形式特徵值和特徵向量的求取:

1.如果自己僅僅要求最大特徵值的話肯定採用形式1的演算法,該演算法的優點是時間複雜度較低,計算量相對較小,該方法不但能夠求取特徵值和特徵向量,而且只要特徵值不全為0,該方法都能獲得想要的結果。

2.如果需要獲得一個矩陣的所有特徵值,則通過形式2可以很好的解決該問題,但是該方法的缺點是僅僅能夠獲得特徵值,獲得特徵值之後利用其它方法進行求解,這樣做自然而然計算量就大了起來。

3.如果矩陣為實對稱矩陣,那麼可以通過形式3對其進行特徵值和特徵向量的求取,該方法相對於形式2的好處就是能夠一次性將特徵值和特徵向量求取出來,缺點就是矩陣必須是實對稱矩陣,至於演算法複雜度方面我沒有進行測試。

8樓:匿名使用者

1、首先開啟自己的電腦,然後在桌面上開啟matlab軟體,進入matlab主介面。

2、然後需要知道計算矩陣的特徵值和特徵向量要用eig函式,可以在該軟體的命令列視窗中輸入help eig,檢視一下eig函式的用法。

3、在該軟體命令列視窗中輸入a=[1 2 3;2 4 5;7 8 9],你按鍵盤上的回車鍵之後,輸入[x,y]=eig(a)。

4、當你按了鍵盤上的回車鍵之後,得到了x,y的值,其中x的每一列值表示矩陣a的一個特徵向量,裡面有3個特徵向量,y的對角元素值代表a矩陣的特徵值。

9樓:

matlab具體**如下:

>>clc;

>>clear;

>>close;

>>a=[3,-1,-2;2,0,-2;2,-1,-1];

>>[x,b]=eig(a)

**中最後一行指的是求矩陣a的特徵值和特徵向量,其中b的對角線元素是特徵值,而x的列即為相應的特徵向量。

10樓:g用事實說話

不明白你說的是什麼意思,我看不懂啊,你能把那個意思詳細說一下嗎?

11樓:匿名使用者

>> a=[3 -1 -2;2 0 -2;2 -1 -1]a =3 -1 -2

2 0 -2

2 -1 -1

>> [v,d]=eig(a)

v =0.7276 -0.5774 0.

62300.4851 -0.5774 -0.

24170.4851 -0.5774 0.

7439d =1.0000 0 00 0.0000 00 0 1.

0000d為特徵值,v為每個特徵值對應

的特徵向量

12樓:匿名使用者

[d,v]=eig(a)

13樓:匿名使用者

a=[3 -1 -2 ;2 0 -2;2 -1 -1];

[u v]=eigs(a)

已知矩陣和特徵值怎麼求特徵向量,已知特徵值求特徵向量怎麼求?

墨汁諾 a 一定等於 的某個倍數 此倍數就是對應的特徵值。如果矩陣可對角化並且知道所有的特徵值及對應的特徵向量,那麼可以用這些資訊來還原矩陣 因為ap1 p1 1,apn pn n a p1,pn p1,pn diag a p1,pn diag p1,pn 求出特徵值之後,把特徵值代回到原來的方成裡...

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