Ako vypočítať vlastné vektory

Niekedy je potrebné nájsť nenulový vektor, ktorý nám po vynásobení štvorcovou maticou vráti násobok vektora. Tento nenulový vektor sa nazýva „vlastný vektor“. Vlastné vektory nezaujímajú iba matematikov, ale aj ostatných v profesiách ako fyzika a inžinierstvo. Aby ste ich mohli vypočítať, budete musieť pochopiť maticovú algebru a determinanty.

Naučte sa a pochopte definíciu „vlastného vektora“. Nachádza sa pre štvorcovú maticu n x n A a tiež a skalárna vlastná hodnota s názvom „lambda“. Lambdu predstavuje grécke písmeno, tu to však skrátime Ľ Ak existuje nenulový vektor x, kde Ax = Lx, tento vektor x sa nazýva „vlastná hodnota A.“

Nájdite vlastné hodnoty matice pomocou charakteristickej rovnice det (A - LI) = 0. „Det“ znamená determinant a „I“ je matica identity.

Vypočítajte vlastný vektor pre každú vlastnú hodnotu nájdením vlastného priestoru E (L), ktorý je prázdnym priestorom charakteristickej rovnice. Nenulové vektory E (L) sú vlastnými vektormi A. Nájdeme ich zapojením vlastných vektorov späť do charakteristickej matice a nájdením základu pre A - LI = 0.

instagram story viewer

Vypočítajte vlastné čísla pomocou charakteristickej rovnice. Det (A - LI) je (3 - L) (3 - L) - 1 = L ^ 2 - 6L + 8 = 0, čo je charakteristický polynóm. Ak to vyriešime algebraicky, dostaneme L1 = 4 a L2 = 2, ktoré sú vlastnými hodnotami našej matice.

Nájdite vlastný vektor pre L = 4 vypočítaním nulového priestoru. Urobte to tak, že do charakteristickej matice umiestnite L1 = 4 a nájdete základ pre A - 4I = 0. Ak to vyriešime, nájdeme x - y = 0 alebo x = y. Toto má iba jedno nezávislé riešenie, pretože sú si rovné, napríklad x = y = 1. Preto v1 = (1,1) je vlastný vektor, ktorý preklenuje vlastný priestor L1 = 4.

Opakujte krok 6, aby ste našli vlastný vektor pre L2 = 2. Nájdeme x + y = 0 alebo x = --y. Toto má tiež jedno nezávislé riešenie, napríklad x = - 1 a y = 1. Preto v2 = (--1,1) je vlastný vektor, ktorý preklenuje vlastný priestor L2 = 2.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer