線性相關--->矩陣奇異
對於一個n×n 的矩陣A,找到所有的數λ,使得方程
Ax = λx ①
有非零解x,這樣的數λ被稱爲A的一個特徵值,而任何滿足方程①的非零(n×1)向量被稱爲是對應於λ的一個特徵向量。
馬同學看圖學數學https://www.zhihu.com/question/21874816/answer/181864044(關於特徵值和特徵向量的)
①換成Ax - λx = θ 或 (A - λI)x = θ, x ≠ θ ②
其中I是單位矩陣,θ表示零向量。如果方程②要有非零解,那麼必須選擇 λ 使得(n*n)的矩陣 A - λI 是奇異的。因此特徵值問題由兩部分組成。
1. 求所有的數λ,使得A - λI 是奇異的
2. 給定一個使 A - λI 奇異的數λ,求所有滿足 (A - λI)x = θ的非零向量
例題1:求所有的數λ,使得A - λI是奇異的,其中
解: 特徵值,第一步:
- (5-λ)(2+λ) + 12 = 0 ----> λ2-3λ+2 = 0.
所以當且僅當λ=2 或 λ=1時, A - λI是奇異的
第二步:
列出λ=2 和λ=1時的矩陣 A - λI;
,
A - 2I 和A - I 這兩個矩陣都是奇異的。
特徵向量:
對於A - 2I,有齊次方程:
3x1 - 2x2 = 0
6x1 - 4x2 = 0.
解得x1 = (2/3)x2. 因此A - 2I =θ的所有非零解都有
所以特徵值λ=2 對應的特徵向量爲x
當特徵值λ=1時同理。
奇異矩陣百科詞條:
奇異矩陣是線性代數的概念,就是該矩陣的秩不是滿秩。首先,看這個矩陣是不是方陣(即行數和列數相等的矩陣。若行數和列數不相等,那就談不上奇異矩陣和非奇異矩陣)。
然後,再看此矩陣的行列式|A|是否等於0,若等於0,稱矩陣A爲奇異矩陣;若不等於0,稱矩陣A爲非奇異矩陣。 同時,由|A|≠0可知矩陣A可逆,這樣可以得出另外一個重要結論:可逆矩陣就是非奇異矩陣,非奇異矩陣也是可逆矩陣。 如果A爲奇異矩陣,則AX=0有無窮解,AX=b有無窮解或者無解。如果A爲非奇異矩陣,則AX=0有且只有唯一零解,AX=b有唯一解。
參考《線性代數引論》第5版. jonhson
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