特徵值有什麼用矩陣的特徵值和特徵向量在工程應用有什麼作用

2021-03-04 06:16:35 字數 3440 閱讀 1461

1樓:匿名使用者

(1)可以用在研究物理、化學領域的微分方程、連續的或離散的動力系統中。例如,在力學中,慣量的特徵向量定義了剛體的主軸。慣量是決定剛體圍繞質心轉動的關鍵資料;

(2)被數學生態學家用來**原始森林遭到何種程度的砍伐,會造成貓頭鷹的種群滅亡;

(3)著名的影象處理中的pca方法,選取特徵值最高的k個特徵向量來表示一個矩陣,從而達到降維分析+特徵顯示的方法,還有影象壓縮的k-l變換。再比如很多人臉識別,資料流模式挖掘分析等方面。

(4)在譜系圖論中,一個圖的特徵值定義為圖的鄰接矩陣a的特徵值,或者(更多的是)圖的拉普拉斯運算元矩陣,google的pagerank演算法就是一個例子。

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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:

的一個基礎解系,則的屬於特徵值的全部特徵向量是

(其中是不全為零的任意實數).

2樓:匿名使用者

特徵值在解方程的方面應用特別廣泛..看似解不出來的方程..一旦又特徵值..

就能看透它的本質了..比如拿高中比較難的數列題...an=a(n-1)+a(n-2)+c這樣的型別的..

用特徵值的思想..可以很快的得出通項..還有比較難解的微分方程...

有些常數變易法不行的方程..通過找特徵值.可以解出來..

你可以看一看高等數學裡面的特徵值..還有代數分析..

3樓:匿名使用者

特徵值和特徵向量是為了簡化高次的矩陣運算的一種工具

線性代數裡的那個特徵值到底有什麼用處?

4樓:匿名使用者

我們知道對角矩陣是最簡單的矩陣,它的一些性質我們很容易知道,而求一個矩陣的特徵值就是想把他轉換成對角矩陣,所以我們研究的是什麼樣的矩陣可以轉換為對角矩陣,對角矩陣與原來的矩陣有什麼關係等。比如求一個方陣的高次冪,二次型標準化等都要用到特徵值

矩陣的特徵值和特徵向量在工程應用有什麼作用

5樓:白峰白

舉個例子,線性變換pca可以用來處理影象。如2維的人像識別:我們把影象a看成矩陣,進一步看成線性變換矩陣,把這個訓練影象的特徵矩陣求出

來(假設取了n個能量最大的特徵向量)。用a乘以這個n個特徵向量,得到一個n維向量a,也就是a在特徵空間的投影。今後在識別的時候同一類的影象(例如,

來自同一個人的面部**),認為是a的線性相關影象,它乘以這個特徵向量,得到n個數字組成的一個向量b,也就是b在特徵空間的投影。那麼a和b之間的距離就是我們判斷b是不是a的準則

特徵值和特徵向量的幾何意義是什麼?

6樓:夏日絕

矩陣乘法對應了一個變換,是把任意一個向量變成另一個方向或長度都大多不同的新向量。在這個變換的過程中,原向量主要發生旋轉、伸縮的變化。如果矩陣對某一個向量或某些向量只發生伸縮變換,不對這些向量產生旋轉的效果,那麼這些向量就稱為這個矩陣的特徵向量,伸縮的比例就是特徵值。

實際上,上述的一段話既講了矩陣變換特徵值及特徵向量的幾何意義(圖形變換)也講了其物理含義。

物理的含義就是運動的圖景:特徵向量在一個矩陣的作用下作伸縮運動,伸縮的幅度由特徵值確定。特徵值大於1,所有屬於此特徵值的特徵向量身形暴長;

特徵值大於0小於1,特徵向量身形猛縮;

特徵值小於0,特徵向量縮過了界,反方向到0點那邊去了。

特徵向量

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)。

7樓:匿名使用者

特徵向量的幾何意義

特徵向量確實有很明確的幾何意義,矩陣(既然討論特徵向量的問題,當然是方陣,這裡不討論廣義特徵向量的概念,就是一般的特徵向量)乘以一個向量的結果仍 是同維數的一個向量,因此,矩陣乘法對應了一個變換,把一個向量變成同維數的另一個向量,那麼變換的效果是什麼呢?這當然與方陣的構造有密切關係,比如可 以取適當的二維方陣,使得這個變換的效果就是將平面上的二維向量逆時針旋轉30度,這時我們可以問一個問題,有沒有向量在這個變換下不改變方向呢?可以想 一下,除了零向量,沒有其他向量可以在平面上旋轉30度而不改變方向的,所以這個變換對應的矩陣(或者說這個變換自身)沒有特徵向量(注意:

特徵向量不能 是零向量),所以一個變換的特徵向量是這樣一種向量,它經過這種特定的變換後保持方向不變,只是進行長度上的伸縮而已(再想想特徵向量的原始定義ax= cx,你就恍然大悟了,看到了嗎?cx是方陣a對向量x進行變換後的結果,但顯然cx和x的方向相同),而且x是特徵向量的話,ax也是特徵向量(a是標 量且不為零),所以所謂的特徵向量不是一個向量而是一個向量族, 另外,特徵值只不過反映了特徵向量在變換時的伸縮倍數而已,對一個變換而言,特徵向量指明的方向才是很重要的,特徵值不是那麼重要,雖然我們求這兩個量時 先求出特徵值,但特徵向量才是更本質的東西!

比如平面上的一個變換,把一個向量關於橫軸做映象對稱變換,即保持一個向量的橫座標不變,但縱座標取相反數,把這個變換表示為矩陣就是[1 0;0 -1],其中分號表示換行,顯然[1 0;0 -1]*[a b]'=[a -b]',其中上標'表示取轉置,這正是我們想要的效果,那麼現在可以猜一下了,這個矩陣的特徵向量是什麼?想想什麼向量在這個變換下保持方向不變,顯 然,橫軸上的向量在這個變換下保持方向不變(記住這個變換是映象對稱變換,那鏡子表面上(橫軸上)的向量當然不會變化),所以可以直接猜測其特徵向量是 [a 0]'(a不為0),還有其他的嗎?有,那就是縱軸上的向量,這時經過變換後,其方向反向,但仍在同一條軸上,所以也被認為是方向沒有變化,所以[0 b]'(b不為0)也是其特徵向量,去求求矩陣[1 0;0 -1]的特徵向量就知道對不對了!

zz quentan blog

8樓:匿名使用者

矩陣就是刻畫變換的,特徵值和特徵向量的幾何意義是變換中的不變數

9樓:匿名使用者

痛時痛特值和正向的一個是什麼級別?合意是什麼?這個還怎麼選擇這?

薛定諤方程的特徵值是什麼?有什麼作用

10樓:yiyo粉少

hψe = eψe

其中h是哈密爾頓運算元,一個二階微分運算元而ψe是波函式,對應於特徵值e的特徵函式,該值可以解釋為它的能量。

矩陣特徵值在實際生活中有什麼應用

11樓:電燈劍客

比如說,造大橋,造飛機,都需要先算特徵值

12樓:青杏赫玲瓏

這裡有你想要的東西··看看吧··能夠解答你的問題··

這個矩陣的特徵值怎麼算這個矩陣的特徵值要怎麼算?

計算特徵值實際上就是求行列式 在這裡設特徵值為a,那麼 2 a 2 2 2 5 a 4 2 4 5 a r3 r2 2 a 2 2 2 5 a 4 0 a 1 1 a c2 c3 2 a 4 2 2 9 a 4 0 0 1 a 按第3行展開 1 a 2 a 9 a 8 1 a 2 10 a 0 顯然...

n n矩陣A的特徵值和A的共軛轉置的特徵值相等嗎?為什麼

a和a t永遠相似 a t和a h的特徵值差一個共軛,所以a和a h的特徵值也會相差一個共軛 矩陣的共軛轉置乘以自身得到的結果的特徵值是什麼 應該說沒有來太必然的聯絡。源 b的特徵值bai是a的奇du 異值的平方,但是a的奇異值和a的特zhi徵值沒有很必然的dao聯絡,除非a本身是hermite陣。...

求下列矩陣的特徵值和特徵向量0 0 0

a 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 先求出特徵值,得到1,1 都是兩重 將特徵值1代入特徵方程 i a x 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 第4行,加上第1行 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 第3...