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特征值与特征向量

Kamimika...小于 1 分钟学习笔记

特征值与特征向量

定义

AFn×n\mathbf A \in \mathbf F^{n \times n}, λF\lambda \in \mathbf F, αFn×1\boldsymbol \alpha \in \mathbf F^{n \times 1}, 满足

Aα=λα \mathbf A \boldsymbol \alpha = \lambda \boldsymbol \alpha

λ\lambda 为方阵 A\mathbf A 的一个特征值, α\boldsymbol \alphaA\mathbf A 对应于特征值 λ\lambda 的一个特征向量

特例

  • E\mathbf E 的对任意非零向量特征值都为 1
  • 上/下三角矩阵/对角矩阵的特征值为对角线上的所有元素

性质

tr(A)=i=1nλi tr(\mathbf A) = \sum_{i=1}^n \lambda_i

A=i=1nλi |\mathbf A| = \prod_{i=1}^n \lambda_i

提示

因此 A=0|\mathbf A| = 0     \iff 存在一个特征值为0

特征值特征向量
A\mathbf Aλ\lambdaξ\xi
kAk \mathbf Akλk\lambdaξ\xi
Ak\mathbf A^kλk\lambda^kξ\xi
A1\mathbf A^{-1}λ1\lambda^{-1}ξ\xi
A\mathbf A^*Aλ\dfrac{|\mathbf A|}{\lambda}ξ\xi
P1AP\mathbf P^{-1} \mathbf A \mathbf Pλ\lambdaP1ξ\mathbf P^{-1} \xi
f(A)f(\mathbf A) (多项式)f(λ)f(\lambda)ξ\xi
例如:
  • A5=0\mathbf A^5 = 0     \iff λ5=0\lambda^5 = 0 特征值: 0 (代数重数=5)
  • A2=A\mathbf A^2 = \mathbf A     \iff λ2=λ\lambda^2 = \lambda     \iff λ=0\lambda = 0λ=1\lambda = 1
  • A+E\mathbf A + \mathbf E 特征值: λ+1\lambda + 1
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贡献者: wzh656
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