矩阵特征值求法实例

article/2025/9/25 1:30:38

矩阵特征值

设 A 是n阶方阵,如果存在数m和非零n维 列向量 x,使得 Ax=mx 成立,则称 m 是矩阵A的一个特征值(characteristic value)或 本征值(eigenvalue)。
矩阵特征值方法
对于矩阵A,由AX=λ 0X,λ 0EX=AX,得[λ 0E-A]X=θ即齐次线性方程组
有非零解的充分必要条件是:
即说明特征根是特征多项式|λ 0E-A| =0的根,由代数基本定理
有n个复根λ 12,…,λ n,为A的n个特征根。当特征根λ i(I=1,2,…,n)求出后,(λ iE-A)X=θ是齐次方程,λ i均会使|λ iE-A|=0,(λ iE-A)X=θ必存在非零解,且有无穷个解向量,(λ iE-A)X=θ的基础解系以及基础解系的线性组合都是A的特征向量。

矩阵特征值示例

求矩阵
的特征值与特征向量。
解:由特征方程
解得A有2重特征值λ 12=-2,有单特征值λ 3=4。
对于特征值λ 12=-2,解方程组(-2E-A)x=θ
得同解方程组x 1-x 2+x 3=0,解为x 1=x 2-x 3(x 2,x 3为自由未知量)。分别令自由未知量
得基础解系
所以A的对应于特征值λ 12=-2的全部特征向量为x=k 1ξ 1+k 2ξ 2(k 1,k 2不全为零),可见,特征值λ=-2的特征向量空间是二维的。注意,特征值在重根时,特征向量空间的维数是特征根的 重数。
对于特征值λ 3=4,方程组(4E-A)x=q
得同解方程组为
通解为
令自由未知量x 3=2得基础解系ξ 3
,所以A的对于特征值λ 3=4得全部特征向量为x= k 3ξ 3。 [1] 

http://chatgpt.dhexx.cn/article/DYNyJWpu.shtml

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