特征值和特征向量

先给一个简短的回答,如果把矩阵看作是向量的运动,对于运动而言,最重要的当然就是运动的速度和方向,那么:

    1)特征值就是运动的速度

    2)特征向量就是运动的方向

既然运动最重要的两方面都被描述了,特征值、特征向量自然可以称为运动(即矩阵)的特征。

注意:由于矩阵是数学概念,非常抽象,所以上面所谓的运动、运动的速度、运动的方向都是广义的,在现实不同的应用中有不同的指代。

特征值和特征向量研究的是线性变换,首先确定一个线性空间,然后在该空间中选择一组基作为参考系,由于线性变换是向量到自身空间的

映射,所以它是一个方阵。

定义:设 $A$ 是 $n$ 阶方阵,若存在数 $lambda$ 和非零向量 $alpha$ 满足

$$Aalpha = lambda alpha,alpha eq 0$$

则称 $lambda$ 是 $A$ 的一个特征值,$alpha$ 为 $A$ 对应于特征值 $lambda$ 的特征向量。

通俗来讲:向量 $alpha$ 在 $A$ 的作用下,保持方向不变,进行比例为 $lambda$ 的伸缩。

从特征向量和特征值的定义式还可以看出,特征向量所在直线上的向量都是特征向量,它们可以构成一个线性空间,称为特征空间

当一个矩阵作用于一个向量时,会有不同的效果,比如方向、长度的变化,当这个向量是这个矩阵的特征向量时,相对于原向量的长度

最明显,假如在一堆向量中包含特征向量,但是不知道哪个是,这时可以用该矩阵反复作用于各个向量,多次作用之后,特征向量会明

显区别于其它向量,特征向量对应的特征值越大,则向量长度增长越快,特征值小于 $1$,向量长度就不断缩小。

那怎么求一个矩阵的特征值和特征向量呢?

未完待续。。。。。。

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