特徵值與特徵向量

2021-09-25 14:17:00 字數 838 閱讀 3526

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,將乙個向量變成另乙個向量,新向量的方向、大小往往是與舊向量是不同的。在變換的過程中,又可以分為旋轉變換與伸縮變換,而當乙個矩陣對某些向量只發生伸縮變換時(變換後的向量與原向量平行),這些向量便是這個矩陣的特徵向量,伸縮的比例便是特徵值。由於要求只對向量發生伸縮變換(隱式地說明沒有投影變換),因此只有方陣才擁有特徵向量這個性質便很好理解。這樣做的意義在於,看清乙個矩陣在那些方面能產生最大的效果(power),並根據所產生的每個特徵向量(一般研究特徵值最大的那幾個)進行分類討論與研究。

特徵向量和特徵值有哪些具體用途?

影象處理中的pca方法,選取特徵值最高的k個特徵向量來表示乙個矩陣,從而達到降維分析+特徵顯示的方法,還有影象壓縮的k-l變換。再比如很多人臉識別,資料流模式挖掘分析等方面。

在力學中,慣量的特徵向量定義了剛體的主軸。慣量是決定剛體圍繞質心轉動的關鍵資料。 

在譜系圖論中,乙個圖的特徵值定義為圖的鄰接矩陣a的特徵值,或者(更多的是)圖的拉普拉斯運算元矩陣, google的pagerank演算法就是乙個例子。 

在量子力學中,特別是在原子物理和分子物理中,在hartree-fock理論下,原子軌道和分子軌道可以定義為fock運算元的特徵向量。相應的特徵值通過koopmans定理可以解釋為電離勢能。在這個情況下,特徵向量一詞可以用於更廣泛的意義,因為fock運算元顯式地依賴於軌道和它們地特徵值。

特徵向量與特徵值

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

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...