特徵值與特徵向量

特徵基(eigenbasis)

特徵基是整個空間的一組基,其成員全部由某個矩陣的特徵向量組成。你不再用通常的座標軸來描述向量,而是沿著矩陣自身的天然方向——那些它只做拉伸的方向——來描述。

這是理解該變換的正確座標系,因為在其中矩陣變成對角形。每個基向量都只按自己的特徵值縮放,方向之間互不摻雜。原本拉伸與旋轉交織的一團,化為一串彼此獨立的拉伸,每根軸一個。

例:A = [[2,0],[0,3]] 對標準基 (1,0) 與 (0,1) 的作用本就是分別拉伸 2 倍和 3 倍,所以這兩個向量構成一組特徵基,矩陣本身已是對角的。對不那麼規整的矩陣,則先解出它的特徵向量,再以它們作為新的座標軸。

A = [[2,0],[0,3]] ; eigenbasis { (1,0), (0,1) }

在這組特徵基下,A 表現為兩個獨立的拉伸,分別為 2 倍與 3 倍。

矩陣可對角化,當且僅當存在一組特徵基;若線性無關的特徵向量太少,就組不成特徵基。

又稱
eigenvector basisbasis of eigenvectors特征向量基本征基特徵向量基本徵基