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MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量

程序员文章站 2022-03-06 08:20:02
...

1. 特征值与特征向量定义

设A是n阶方阵,如果存在常数λ和n维非零列向量x,使得等式Ax=λx,则称λ为A的特征值,x是对应特征值λ的特征向量。
E=eig(A):求矩阵A的全部特征值,构成向量E
[X,D]=eig(A):求矩阵A的全部特征值,构成对角阵D,并产生矩阵X,X各列是相应的特征向量

>> format short
%输出小数
>> A=[1,1,0;1,0,5;1,10,2];
[X,D]=eig(A)
X =
    0.0722    0.9751    0.0886
    0.5234   -0.0750   -0.6356
    0.8490   -0.2089    0.7669
D =
    8.2493         0         0
         0    0.9231         0
         0         0   -6.1723
>> A*X(:,1)
%A乘以特征向量第一列
ans =
    0.5956
    4.3174
    7.0040
>> D(1)*X(:,1)
ans =
    0.5956
    4.3174
    7.0040
%特征值第一行乘以特征向量第一列
%二者相等,符合定义

MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
【存疑】任意举例一矩阵试验,结果稍稍不同。

>> R=ones(3);
>> S=[1,2;3,4];
>> O1=[0,0;0,0;0,0];
>> O2=[0,0,0;0,0,0];
>> A=[R,O1;O2,S];
>> [X1,D1]=eig(R)

X1 =

    0.4082    0.7071    0.5774
    0.4082   -0.7071    0.5774
   -0.8165         0    0.5774


D1 =

   -0.0000         0         0
         0   -0.0000         0
         0         0    3.0000

>> [X2,D2]=eig(S)

X2 =

   -0.8246   -0.4160
    0.5658   -0.9094


D2 =

   -0.3723         0
         0    5.3723

>> [X3,D3]=eig(A)

X3 =

    0.5774   -0.0000    0.6098         0         0
    0.5774   -0.7071   -0.7751         0         0
    0.5774    0.7071    0.1653         0         0
         0         0         0   -0.8246   -0.4160
         0         0         0    0.5658   -0.9094


D3 =

    3.0000         0         0         0         0
         0    0.0000         0         0         0
         0         0   -0.0000         0         0
         0         0         0   -0.3723         0
         0         0         0         0    5.3723

2. 特征值的几何意义

MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
e.g.矩阵特征值的几个用途
求多项式的根、求矩阵的迹、可用于矩阵的变换、求范数、求矩阵的行列式

3. eigshow

MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量

4. 绘图

MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
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