什么是特征值

什么是特征值

定义:Aξ=λξ ,λ是特征值ξ是特征向量 

意思就是 一个矩阵作用在一个向量上,相当于一个数作用这个向量上,这个数就是特征值,这个向量就是特征向量

如果你指得讲清楚是讲清楚特征值和特征向量的几何意义,可以追问,我也可以给你讲清楚,只不过过程相当复杂,你要不需要我就先不讲了,但是我估计即使说明白,对你的学习没什么有用的帮助,说实话大学就算你要考研,特征值特征向量也就是背公式就解决了。


几何意义比较难解释,接下来的解释着重说明概念,略微牺牲准确性。首先要明白的是矩阵的几何意义,拿3x3的方阵举例,如果这个3x3的方阵三个向量线性无关(行向量列向量都行),则可以张成一个3维空间,以此类推,如果一个nxn的矩阵中n个向量线性无关,则可以张成一个n为空间。这里的n个向量就称为这个空间的基。比如常用的直角坐标系,可以认为是(1,0),(0,1)两个向量张成的,这样垂直且长度为1的向量构成的基叫做标准正交基。当然基并不要求一定要垂直和长度为1,只要不平行就可以。

再接着理解矩阵乘法的意义,按照上面对矩阵的描述,矩阵乘法可以理解为,将一个空间过渡到(投影)另一个空间,而过度过程的几何变化,是旋转和拉伸。比如1*5,可以认为是在一维空间里,将1拉伸到5。同时将x轴旋转0度。 那么这里有三个重要的特征:旋转轴、旋转角度、沿旋转轴方向的拉伸程度。只要有这三个量,就能描述一切矩阵运算的几何变化过程。 要注意的是,旋转轴和基不是一个东西。


我们举个现实的例子,把你所处的环境想象成一个三维空间(当然这不用想象,你生活的本来就是三维空间)。找一张A4纸,在上面随意画一个带箭头的线段,把这个线段当作一个向量。接下来把这张纸立起来,这样这个向量就是三维空间中的向量了。然后,以A4纸的任意一条边作为旋转轴,转一下这张纸,这样你就实现了旋转操作。由于A4纸没法拉伸,你就只能想象一下了,把你这张A4纸想成有弹力的,你沿着你选的旋转轴拉长了这张纸,你画的这个向量也相应的变长了。我问你,这个时候的向量,和一开始那个向量在空间坐标上变化是怎样的?

我觉得你回答不出来,因为空间旋转对坐标的影响过于复杂,何况还有个拉伸。但是此时想象一种特殊情况,那就是旋转轴和向量重合。也就是你画的这个向量,刚好就在A4纸的边上,和边重合了。你再沿着这条边旋转A4纸,转多少度向量的位置都不会发生变化。只有当你要进行拉伸的时候,这个向量才发生变化。

发现和最上面的公式的描述有什么关系了么:“一个矩阵作用在一个向量上,相当于一个数作用这个向量上”。一个矩阵包含着旋转和拉伸两种变化,而作用在一个变量上,只体现出拉伸,没有旋转。这说明这个向量,和矩阵所代表的旋转操作中的旋转轴是重合的。而矩阵乘法的旋转轴,恰恰就是特征向量的几何含义,而特征值,就是指在这个轴方向上的拉伸程度。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  推荐于2017-09-11
这是高等数学中的一个名字,百科对此的解释如下:
设M是n阶方阵, I是单位矩阵, 如果存在一个数λ使得 M-λI 是奇异矩阵(即不可逆矩阵, 亦即行列式为零), 那么λ称为M的特征值。

其他详细解释看百科:
http://baike.baidu.com/view/689250.html?wtp=tt本回答被提问者采纳