線性代數中求二次型時,特徵值與特徵向量的順便應如何排列

2021-04-21 10:27:21 字數 5741 閱讀 1070

1樓:匿名使用者

我來試抄

著考慮一下您可能遇到的襲問題:二次bai型的矩陣du(實對

稱矩陣)zhi已經寫出來dao了,然後救出了矩陣的特徵值與特徵向量。 情況一:求了特徵值,特徵向量後感覺很多,還有重複的,不知道如何排列。

情況二:你做的答案和標準答案有所不同,這讓你很困惑,當然,特徵值是相同的,於是,你覺得答案的不同來自於特徵值的排列順序。 情況一解決起來比較容易,只要記住:

對角線上的特徵值順序,和它所對應的特徵向量在正交矩陣中的排列順序是一致的;這種順序和最終的二次型中的各項係數順序也是一致的。 情況二不用解決。作為老師,並作為出題和批閱過很多試卷的人,我可以負責地告訴你,除非遇到了不負責任的老師,否則,只要解題步驟對了就行。

學數學的都知道慣性定律,慣性指數不變。可是,所用的正交變換是不同的。 正交變換是一種保持長度不變的變換。

我舉個例子,把正方形變成同一個正方形的對稱,旋轉變換 都是正交變換,很多很多。就是把對角保持不動的變換也很多。

線性代數中怎樣求特徵值和特徵向量?

2樓:曾經的一隻豬

特徵值與特徵向量是線性代數的核心也是難點,在機器學習演算法中應用十分廣泛。要求線性代數中的特徵值和特徵向量,就要先弄清楚定義:

設 a 是 n 階矩陣,如果存在一個數 λ 及非零的 n 維列向量 α ,使得aα=λαaα=λα成立,則稱 λ 是矩陣 a 的一個特徵值,稱非零向量 α 是矩陣 a 屬於特徵值 λ 的一個特徵向量。

觀察這個定義可以發現,特徵值是一個數,特徵向量是一個列向量,一個矩陣乘以一個向量就等於一個數乘以一個向量。

線性代數特徵值與特徵向量問題(如圖)? 20

3樓:匿名使用者

觀察行列式|λe-a|,你就會發現所有的λ的n-1次方項,係數都是對角線上的元素的相反數。合併後,λ的n-1次方係數就是主對角線元素的和的相反數。

然後,任意一個λ的n次多項式,一定可以轉化成(λ-λ1)(λ-λ2)……(λ-λn)的形式,令其等於0,λ1……λn就是根(在這裡就是特徵值)。注意這裡面可能存在複數。你再觀察這個多項式裡的λ的n-1次方的係數(高中排列組合知識),很容易發現,最後整理出來λ的n-1次方係數就是-(λ1+λ2+……+λn)。

對比前面兩個就知道特徵值的和,等於主對角線的和。

線性代數中求方陣的特徵值和特徵向量

4樓:匿名使用者

^λe - a = e - a =

[-1 1 -2]

[ 0 0 0]

[ 2 -2 4]

行初等變換為

[1 -1 2]

[ 0 0 0]

[ 0 0 0]

方程組(λe - a)x = 0 化為 x1 - x2 + 2x3 = 0

即 x1 = x2 - 2x3

取 x2 = 1, x3 = 0, 得基礎解系(1, 1, 0)^t;

取 x2 = 0, x3 = 1, 得基礎解系(-2, 0, 1)^t;

即得 2 個特徵向量。

線性代數,求特徵值和特徵向量

5樓:dear豆小姐

||特徵值  λ = -2, 3, 3,特徵向量

: (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

特徵值  λ = -2, 3, 3

對於 λ = -2, λe-a =

[-3      -1      -3]

[ 0      -5       0]

[-2      -2      -2]

行初等變換為

[ 1       1         1]

[ 0       1         0]

[ 0       2         0]

行初等變換為

[ 1       0         1]

[ 0       1         0]

[ 0       0         0]

得特徵向量 (1    0    -1)^t。

對於重特徵值 λ = 3, λe-a =

[ 2      -1      -3]

[ 0       0       0]

[-2      -2      3]

行初等變換為

[ 2      -1      -3]

[ 0      -3       0]

[ 0       0       0]

行初等變換為

[ 2       0      -3]

[ 0       1       0]

[ 0       0       0]

得特徵向量 (3     0     2)^t。

答:特徵值  λ = -2, 3, 3,特徵向量: (1    0    -1)^t、(3     0     2)^t。

擴充套件資料

特徵值是線性代數中的一個重要概念。在數學、物理學、化學、計算機等領域有著廣泛的應用

設 a 是n階方陣,如果存在數m和非零n維列向量 x,使得 ax=mx 成立,則稱 m 是a的一個特徵值(characteristic value)或本徵值(eigenvalue)。

非零n維列向量x稱為矩陣a的屬於(對應於)特徵值m的特徵向量或本徵向量,簡稱a的特徵向量或a的本徵向量。

矩陣的特徵向量是矩陣理論上的重要概念之一,它有著廣泛的應用。數學上,線性變換的特徵向量(本徵向量)是一個非簡併的向量,其方向在該變換下不變。該向量在此變換下縮放的比例稱為其特徵值(本徵值)。

6樓:匿名使用者

|a-λ

e| =

1-λ 2 3

2 1-λ 3

3 3 6-λ

r1-r2

-1-λ 1+λ 0

2 1-λ 3

3 3 6-λ

c2+c1

-1-λ 0 0

2 3-λ 3

3 6 6-λ

= (-1-λ)[(3-λ)(6-λ)-18]= (-1-λ)[λ^2-9λ]

= λ(9-λ)(1+λ)

所以a的特徵值為 0, 9, -1

ax = 0 的基礎解係為: a1 = (1,1,-1)'

所以,a的屬於特徵值0的全部特徵向量為: c1(1,1,-1)', c1為非零常數.

(a-9e)x = 0 的基礎解係為: a2 = (1,1,2)'

所以,a的屬於特徵值9的全部特徵向量為: c2(1,1,2)', c2為非零常數.

(a+e)x = 0 的基礎解係為: a3 = (1,-1,0)'

所以,a的屬於特徵值-1的全部特徵向量為: c3(1,-1,0)', c3為非零常數.

7樓:匿名使用者

你好,滿意請採納哦!

|a-λe|=

2-λ 3 2

1 8-λ 2

-2 -14 -3-λ

= -(λ-1)(λ-3)^2=0

解得特徵值為1,3,3

1對應的特徵向量:

(a-e)x=0

係數矩陣:

1 3 2

1 7 2

-2 -14 -4

初等行變換結果是:

1 0 2

0 1 0

0 0 0

所以特徵向量是[-2 0 1]^t

3對應的特徵向量:

(a-3e)x=0

係數矩陣:

-1 3 2

1 5 2

-2 -14 -6

初等行變換結果是:

1 1 0

0 2 1

0 0 0

所以特徵向量是[1 -1 2]^t

8樓:

一個基本結論:

矩陣所有特徵值的和為主對角線上元素的和。

所以,兩個特徵值之和為

1+3=4

9樓:匿名使用者

λ||λ|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

特徵值 λ = -2, 3, 3

對於 λ = -2, λe-a =

[-3 -1 -3]

[ 0 -5 0]

[-2 -2 -2]

行初等變換為

[ 1 1 1][ 0 1 0][ 0 2 0]行初等變換為

[ 1 0 1][ 0 1 0][ 0 0 0]得特徵向量 (1 0 -1)^t對於重特徵值 λ = 3, λe-a =

[ 2 -1 -3]

[ 0 0 0]

[-2 -2 3]

行初等變換為

[ 2 -1 -3]

[ 0 -3 0]

[ 0 0 0]

行初等變換為

[ 2 0 -3]

[ 0 1 0]

[ 0 0 0]

得特徵向量 (3 0 2)^t.

10樓:豆賢靜

題目給的條件是a的秩為2,所以在特徵值為-2的時候,最多隻有兩個特徵向量。

11樓:小樂笑了

|λi-a| =

λ-1    -1    -3

0    λ-3    0

-2    -2    λ

= (λ-1)(λ-3)λ-2×3×(λ-3) = (λ-3)(λ+2)(λ-3) = 0

解得λ=-2,3(兩重)

12樓:匿名使用者

求 λ-2 2 0

2 λ-1 2

0 2 λ

行列式值為0的解。

得特徵值為 -2,1,4。

對λ^3-3λ^2-6λ+8進行因式分解。

一般求特徵值時的因式分解步驟都不難, 上式容易看出1是它的一個零點,提取出λ-1,得到

λ^3-3λ^2-6λ+8=(λ-1)(λ^2-2λ-8)

線性代數二次型求特徵值的步驟,線性代數,二次型,求詳細步驟,或者解題思路

這是3階行列式,直接就可以。若要變換,可多種方法,例如 線性代數,二次型,求詳細步驟,或者解題思路 二次型化標準形通常有配方法 正交變換法兩種。配方法就是直接配方成所有完全平方式形式,然後再代換成標準形。正交變換法,將二次型矩陣a寫出來,然後令特徵多項式 e a 0,求解特徵值 和對應的特徵向量 通...

線性代數特徵值特徵向量問題求解,線性代數特徵值與特徵向量問題如圖?

根據特徵值和特徵向量的定義 ax x 顯然兩邊同乘以非零係數k kax k x a kx kx 可知,如果x是矩陣a對應特徵值 的特徵向量。那麼kx也是。所以你這裡,不過是k 1罷了。對的啊 答案把a1賦值1,a3就變 1 線性代數特徵值與特徵向量問題 如圖 20 觀察行列式 e a 你就會發現所有...

線性代數矩陣特徵值與特徵向量,求線性代數解答?矩陣的特徵值和特徵向量

知識點 bai 若矩陣a的特徵值du為 1,2,n,那麼zhi daoa 1 2 n 解專答 a 1 屬2 n n!設a的特徵值為 對於的特徵向量為 則 a 那麼 a a a a 所以a a的特徵值為 對應的特徵向量為 a a的特徵值為 0 2,6,n n 評註 對於a的多項式,其特徵值為對應的特徵...