如何用r軟體或ecel來求矩陣的特徵值和特徵向量丫

時間 2021-09-06 12:01:47

1樓:善良的獨孤風雪

用excel求解矩陣特徵值與特徵向量,可以按以下方法辦理:

1、求矩陣的特徵值和特徵向量是一個既基礎又重要的數值計算問題。通常我們可以用編寫高階語言程式的方法加以解決,也可以使用專門的數學軟體(如matlab等)來實現。本文給出的用excel實現求矩陣的特徵值和特徵向量的方法,既不需要設計程式,也不需要專門的數學軟體,只須在excel中進行簡單操作,就可以快速、直觀地得到實矩陣的特徵值和特徵向量,且計算結果具有較高的精度。

2、在excel中利用陣列公式和陣列常量建立並命名矩陣:

在excel中,可以在一個單元格區域內通過逐個輸入矩陣的各個元素來建立矩陣,還可以使用陣列公式和陣列常量更加方便地建立矩陣[1]。例如,可以通過下列操作建立矩陣:

(1) 在excel的工作表sheet1中,選擇單元格區域a1:d4;

(2) 輸入公式:=(順便指出:在excel的陣列公式中,將矩陣元素用大括號{}括起來稱為陣列常量,其中不同列的元素用逗號隔開,不同行的元素用分號隔開;

(3) 按ctrl+shift+enter鍵,結束陣列公式的輸入,形成矩陣。

建立了矩陣之後,在excel的陣列公式中,就可以用矩陣所在的單元格區域a1:d4表示該矩陣;但若將該矩陣命名為a顯然更便於使用,也便於理解公式的含義,方法如下:

選擇該矩陣所在的單元格區域a1:d4;單擊編輯欄左端的“名稱”框,輸入a,按回車鍵確認。此後,在當前工作薄的所有工作表中,就可以使用名稱a在陣列公式中代表該矩陣。

尤其需要指出的是:通過對矩陣命名,不僅能方便地實現跨工作表引用單元格區域,而且更重要的是:在複製公式時,excel將名稱(如a)按常量對待,所以更便於矩陣的運算和使用。

類似地,我們還可以在單元格區域f1:i4中通過輸入陣列公式:}建立4階單位矩陣,並命名為i。

3、利用excel求矩陣的特徵值:

由於矩陣a的特徵值λ就是特徵方程det(a-λi)的根,因此可以利用excel工具選單中的“單變數求解”命令求矩陣的特徵值。

例如,上述矩陣a在0.4附近的特徵值的求解方法如下:

(1) 在a6單元格中輸入值0.4;

(2) 在b6單元格中輸入公式:=mdeterm(a-a6*i)=0,其中mdeterm為excel提供的求矩陣行列式的函式;

(3) 按ctrl+shift+enter鍵,形成陣列公式:,於是b6單元格中的值0.1264即為特徵多項式在 的值;

(4) 單擊“工具”選單中的“單變數求解”命令,開啟“單變數求解”對話方塊;

(5) 在“目標單元格(e)”中輸入或選擇b6,在“目標值(v)”中輸入0,在“可變單元格(c)”中輸入或選擇a6;

(6) 單擊“確定”按鈕。

此時,a6單元格中的值0.381966011就是矩陣a在0.4附近特徵值的近似值(順便指出:

在excel“選項”對話方塊的“重新計算”選項卡中,通過設定“迭代計算”欄還可控制計算精度)。

4、求特徵值對應的特徵向量:

所謂逆冪法,就是取a的特徵值λi的一個近似值λ,並取非零初始向量x0,按迭代公式: (其中符號‖·‖∞代表向量的按模最大分量,即) 進行迭代,當相鄰兩次迭代,xk-1,xk近似成比例時,則xk即為矩陣a對應於特徵值λi的近似特徵向量。

例如,為求上例矩陣a的特徵值λ=0.381966011對應的特徵向量,我們取近似特徵值為0.38,並取初始向量為(1,1,1,1),使用逆冪法進行迭代可以在excel中進行如下操作:

(1) 在工作表sheet2中,先在單元格區域a1:a4中輸入1,1,1,1形成初始向量x0;

(2) 選擇單元格區域b1:b4,輸入公式:=mmult(minverse(a-0.

38*i), a1:a4),按ctrl+shift+enter鍵,形成陣列公式計算出y1 (注:其中minverse, mmult分別為excel提供的計算逆矩陣和計算兩個矩陣乘積的函式);

(3) 在b5單元格中輸入公式:=max(abs(b1:b4)),按ctrl+shift+enter鍵,形成陣列公式計算出‖y1‖∞;

(4) 選擇單元格區域c1:c4,輸入公式:=b1:

b4/b5,按ctrl+shift+enter鍵,形成陣列公式計算出逆冪法迭代一次後的向量x1=(0.618321,1,1,0.618321);

(5) 選擇b1:c5單元格區域,向右拖動c5右下角的填充柄,即得逆冪法的迭代序列:

逆冪法迭代3次,可得a的對應於近似特徵值λ=0.381966011的近似特徵向量為(0.618033989,1,1,0.

618033989)。若與a的相應精確特徵值λ=2-2cos(π/5)=0.3819660112…和特徵向量(sin(π/5)/sin(2π/5),1,1,sin(π/5)/sin(2π/5))=(0.

6180339887…,1,1,0.6180339887…)相比較,顯然已具有較高的精度。

2樓:匿名使用者

在r中,函式eigen(sm) 用來計算矩陣sm 的特徵值和特徵向量

如何用excel計算矩陣特徵值和特徵向量

3樓:匿名使用者

微軟的excel目前似乎還沒強大到做多後設資料分析。我是學統計的,但是還真不知道excel可以做這個。如果真的想求矩陣的特徵值和特徵向量,建議你還是用spss13及以上的版本,或者是eviews3.

1以上的版本。 這兩個軟體都支援直接匯入excel2003的檔案。

4樓:五躍招環

先輸入資料,我記得spss有這兩個值的選項吧?直接點一下就出來了

求下面這兩個矩陣的特徵值和特徵向量,我用的excel,怎麼都求不出來!很急!! 200

5樓:匿名使用者

特徵值:

3.52207260568499e-77

回0 0 0 0 0

-9.30983893499607e-62 9.30983893499606e-62 0 0 0 0

2.11451054753630e-46 -2.11451054753630e-46 2.11451054753629e-46 0 0 0

3.34377900695717e-31 -3.34377900695717e-31 3.34377900695717e-31 3.34377900695718e-31 0 0

-7.02294983474179e-16 7.02294983474179e-16 -7.

02294983474179e-16 -7.02294983474179e-16 7.02294983474179e-16 0

-1 1 -1 -1 1 1

特徵向量答:

1 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 1

一列一列分別對應

用matlab求取得,用eig函式 ,另外你給的兩個矩陣有區別嗎?我沒看出來。

6樓:匿名使用者

是excel的問題,可能不是正版沒那功能,找找2010版的試試吧。

如何根據特徵向量和特徵值求矩陣

7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。

8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)

怎麼用excel進行矩陣 特徵值 特徵向量的求解

9樓:匿名使用者

這個比較麻煩

看看這個資料吧

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

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...

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...

怎麼計算矩陣的特徵值和特徵向量,matlab怎麼計算矩陣的特徵值和特徵向量

僪玉蘭夷茶 在數學中,矩陣 matrix 是一個按照長方陣列排列的複數或實數集合,最早來自於方程組的係數及常數所構成的方陣。這一概念由19世紀英國數學家凱利首先提出。矩陣是高等代數學中的常見工具,也常見於統計分析等應用數學學科中。在物理學中,矩陣於電路學 力學 光學和量子物理中都有應用 電腦科學中,...