MATLAB-2-4-矩阵的特征值和特征向量
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2022-03-06 08:20:02
...
矩阵的特征向量和特征值
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
【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
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