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        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        慧利

        線性代數(shù)的學(xué)習中,掌握方法很重要。下面就為大家慢慢解析,如何求特征值和特征向量。

        特征值和特征向量的相關(guān)定義

        首先我們需要了解特征值和特征向量的定義,如下圖;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        齊次性線性方程組和非其齊次線性方程組的區(qū)別,如下圖;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        特征子空間的定義,如下圖;

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        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        特征多項式的定義,如下圖;

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        特征值的基本性質(zhì),如下圖;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        齊次線性方程組解法

        齊次線性方程組的特征就是等式右邊為0,以消元法簡化;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        在初等數(shù)學(xué)方程組中都是有唯一解的,而在線性代數(shù)中,我們把這種情況稱為方程組“系數(shù)矩陣的秩為1”,記為r(A)=1,當矩陣的秩小于未知數(shù)的個數(shù)時,方程組有無數(shù)個解;當矩陣的秩等于未知數(shù)的個數(shù)時,方程組只有零解。
        由于上訴方程組有兩個未知數(shù),而r(A)=1<2,所以此組有無數(shù)個解。設(shè) y=2 ,則 x=1;再設(shè)k為任意常數(shù),則 x=k, y=2k為方程組的解,寫成矩陣的形式為:

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        非齊次線性方程組解法

        非齊次線性方程組因為不等于0,看起來很復(fù)雜,其實方法還是先用消元法簡化步驟;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        這一次進行初等行變換后,對于任意的非齊次線性方程組,當 r(A)=r(A|b)=未知數(shù)的個數(shù)時,非齊次線性方程組有唯一解;當 r(A)=r(A|b)<未知數(shù)的個數(shù)時,非齊次線性方程組有無數(shù)個解;當 r(A) ≠r(A|b) 時,非齊次線性方程組無解。
        可見 r(A)=r(A|b)=3,所以[A|b]有唯一解,寫回方程組形式:

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        例題解析

        求下列矩陣的特征值和特征向量;

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        求矩陣特征值和特征向量的一般解法;

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        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        試證明A的特征值唯有1和2;

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        證明性問題還是需要解出特征值。

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?

        關(guān)于特征值與特征向量的理解

        對于特征值與特征向量,總結(jié)起來大概分為三種理解:

        線性代數(shù):如何求特征值和特征向量?