數值分析特徵值和特徵向量的計算有什麼用處

2021-05-05 23:09:24 字數 4321 閱讀 1596

1樓:匿名使用者

要求初始值(向量v0)含有主特徵值對應的特徵向量x1方向上的某一分量,此時初始值(向量v0)才能經過迭代得到主特徵值及其對應的特徵向量x1

也就是說,v0與x1不正交,

或者說將v0用矩陣a(n*n)的n個線性無關的特徵向量x1,x2,...xn表示時:v0=a1*x1+a2*x2+...+an*xn,係數a1不等於零

一般的,當不清楚x1的時,將初值取成v0=(1,1,...1)時,一定滿足這一條件

特徵值和特徵向量的具體用途有哪些?

2樓:

應用非常廣泛:

在力學中,慣量的特徵向量定義了剛體的主軸。慣量是決定剛體圍版繞質心轉動的關權鍵資料。

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。

在量子力學中,特別是在原子物理和分子物理中,在hartree-fock理論下,原子軌道和分子軌道可以定義為fock運算元的特徵向量。相應的特徵值通過koopmans定理可以解釋為電離勢能。在這個情況下,特徵向量一詞可以用於更廣泛的意義,因為fock運算元顯式地依賴於軌道和它們地特徵值。

我曾經看到這麼一句話:「有振動的地方就有特徵值和特徵向量」只要你真正理解了線性空間的矩陣的意義,你就明白了,幾乎無處不在。

特徵值和特徵向量的具體用途有哪些

3樓:匿名使用者

特徵值特徵向量

主要還是aa=λa

那麼a=pλp^(-1)

進行次方計算得到

a^n=pλ^n p^(-1)

這樣計算就比較簡單

特徵值與特徵向量的數學意義是什麼?

4樓:匿名使用者

a是n階方陣,若有數λ和非零向量x,使得

ax=λx

則稱數λ是a的特徵值,非零向量x是a對應於特徵值λ的特徵向量。

5樓:登笑容舒璞

這個高中課本里很詳細的,大概就是按照矩陣的計算方法,用特徵向量和特徵值計算得到的結果是一樣的。這個不會的話,說明你的數學底子不好啊,還是多學習吧。這是很基礎的數學知識。

矩陣的特徵值與特徵向量有什麼作用?

6樓:申屠笑雯波平

特徵值用來求

特徵向量,特徵向量

和特徵值

可以確定矩陣ax=0的解的一組基。

總之,他們就是用來求

方程組的解的

特徵值有什麼用?

7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。

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:

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).

8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..

9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

矩陣的特徵值和特徵向量有哪些用途

10樓:夢想隊員

不專業點來說,很多實際問題抽象成數學問題後就要求特徵值和特徵向量

矩陣的特徵值和特徵向量在工程應用有什麼作用

11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?

12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)。

13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

14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

15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?

Matlab最大特徵值和特徵向量

輸入待求的矩陣a a 1 2 1 2 1 v,d eigs a 最大特徵值 tbmax max d 得到行數和列數 m,n size v 將特徵向量標準化 sum 0 for i 1 m sum sum v i,1 endtbvector v 1 for i 1 m tbvector i,1 v i...

1,0, 1 0,1,0 1,0,1的特徵值與特徵向量

f 1 2 特徵值 1 0 2 1 3 2 1 0 x z 0 y 0 特徵向量取 1,0,1 2 1 z 0 x 0 特徵向量取 0,1,0 3 2 x z 0 y 0 特徵向量取 1,0,1 付費內容限時免費檢視 回答稍等 提問快快快老師快解答 回答利用特徵多項式求出特徵值為2 1 1,在帶回a...

同一特徵值所指的特徵向量是否線性無關

對的。特徵向量是什麼?是滿足 i a x 0 的非零解當 給定時,i a 是一個內給定矩陣,不妨記為b,即求容 bx 0 的非零解,那就回歸到求方程組的基礎解系。若求得是bx 0 的一個基礎解系,則對應於 的特徵向量為k1 1 k2 2 km m,其中k1,k2,km是k中任意不全為零的數 書本上之...