特徵向量與特徵值

2021-06-20 15:46:09 字數 773 閱讀 5338

在看線性代數這一部分的時候,真是一頭霧水。雖然明白了特徵值和特徵向量的求法,但總覺得沒有用。在《理解矩陣》一文中,雖然提到了這與矩陣的本質有關,但並未詳細提及,但我知道了一定具有一定的幾何意義。

後來,檢視了《特徵向量的幾何意義》一文,才明白了。特別是wikipedia中關於《特徵向量》的文章,終於對特徵向量有了一點認識。因為l

是常數,所以lx與x的方向相同。即,乙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。

下圖是從wikipedia的《特徵向量》一文中引用的。通過這個圖可以對變與不變有乙個進一步的了解。

圖1. 在這個

錯切變換中,

蒙娜麗莎的影象被變形,但是中心的縱軸在變換下保持不變。(注意:角落在右邊的影象中被裁掉了。)藍色的向量,從胸部到肩膀,其方向改變了,但是紅色的向量,從胸部到下巴,其方向不變。因此紅色向量是該變換的乙個特徵向量,而藍色的不是。因為紅色向量既沒有被拉伸又沒有被壓縮,其特徵值為1。所有沿著垂直線的向量也都是特徵向量,它們的特徵值相等。它們構成這個特徵值的特徵空間

在wikipedia的《特徵向量》一文中還提到了乙個地球旋轉的例子,旋轉本身是一種線性變化,出來在旋轉軸上的向量之外,所有從地心指向地表的向量的方向都變了。在旋轉軸上的向量的向量就是這個線性變化的特徵向量。

說到這我想很多人應該明白了,矩陣是一種線性變化,特徵向量就是在這個變化當中不變的向量。說白了就是在變化當中尋找不變的東西。這不就是很多學科研究的內容嗎?

特徵值與特徵向量

我們知道,矩陣乘法對應了乙個變換,是把任意乙個向量變成另乙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。如果矩陣對某乙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...

特徵值與特徵向量

矩陣與向量的乘法可以理解為變換 投影,變換分為旋轉變換與伸縮變換,投影可以是低維向高維的投影,也可以是高維向低維的投影。因此,方陣與向量的乘法只有變換操作,乙個行數大於列數的矩陣與向量的乘法包含了變換以及維度的提高,乙個行數小於列數的矩陣與向量的乘法則是維數的降低。方陣的矩陣乘法對應了一種變換,將乙...

特徵值與特徵向量

對於乙個給定的 線性變換 它的特徵向量 本徵向量或稱正規正交向量 v經過這個線性變換 1 之後,得到的新向量仍然與原來的 v 保持在同一條直線上,但其長度 也許會改變。乙個特徵向量的長度在該線性變換下縮放的比例稱為其特徵值 本徵值 圖1給出了乙個以著名油畫 蒙娜麗莎 為題材的例子。在一定條件下 如其...