特征值与特征向量
特征多项式(characteristic polynomial)
到底怎么把一个矩阵的特征值找出来?你用矩阵造出一个多项式:det(A - lambda*I)。这就是特征多项式,它的奥妙在于其根恰好就是特征值。凡是让这个多项式等于零的地方,你就找到了一个拉伸倍数 lambda,对应着真正存在的特征向量。
道理很简单。A*v = lambda*v 可以整理成 (A - lambda*I)*v = 0。要让非零的 v 满足它,矩阵 A - lambda*I 就必须不可逆,而这恰好发生在它的行列式为零时。于是令 det(A - lambda*I) = 0,就把找特征值变成了解一个方程。
对 n 阶矩阵,这个多项式的次数是 n,所以连重数一起算总共有 n 个特征值,尽管有些可能重复或为复数。例:对 A = [[2,1],[0,3]],det(A - lambda*I) = (2 - lambda)*(3 - lambda),给出 lambda = 2 和 lambda = 3。
A = [[2,1],[0,3]] ; det(A - lambda*I) = (2 - lambda)*(3 - lambda) = 0
根 lambda = 2 与 lambda = 3 就是 A 的特征值。
由于多项式可能有复根或重根,实矩阵也可能有复特征值(纯旋转就是典型,它没有实特征值)。
又称
另见