特徵值
觀念
特徵值 (eigenvalue) 與特徵向量 (eigenvector) 滿足 :矩陣作用在這個方向上只是伸縮,不改變方向。它們揭露了變換「真正在做什麼」。
求法: 改寫成 ,要有非零解必須 ,這是特徵方程 (characteristic equation)。 時就是 ;三角矩陣的特徵值直接是對角線。
算例:,,。驗算:特徵值之和 = 跡、之積 = 行列式。
特徵值決定微分方程系統的穩定性、Markov 鏈的長期分布、Google PageRank、主成分分析 (PCA)、振動系統的自然頻率。
例題
求矩陣 的所有特徵值 (eigenvalue),用逗號分開(重根要重複填)。
看解法與答案
的特徵方程:。
算跡與行列式:;。
特徵方程 ,因式分解 ,特徵值 。
驗算:和 ,積 。
答案:
用在哪裡
- 投資股票相關矩陣的最大特徵值通常遠大於其他,代表全市場一起漲跌的成分;恐慌期它占總變異的比重會明顯升高。
- 工程大樓振動要解勁度矩陣與質量矩陣的廣義特徵值問題 ,特徵值開根號就是自然角頻率,台北 101 的阻尼球就是調到跟大樓主頻率對齊。
插畫


學習路徑
先學會
- 行列式 大一
學完可以接著學
- 特徵向量 大一
互動練習在本機版
這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。