Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Собственные значения и собственные векторы






    линейного преобразования

     

    Определение. Пусть – заданное n - мерное векторное пространство. Ненулевой вектор называется собственным вектором линейного преобразования А, если существует такое число l, что выполняется равенство:

    .

    При этом число называется собственным значением (характеристическим числом) линейного преобразования А, соответствующего вектору .

    Определение. Если линейное преобразование А в некотором базисе , , …, имеет матрицу , то собственные значения линейного преобразования А можно найти как корни уравнения:

    /

    Это уравнение называется характеристическим уравнением, а его левая часть - характеристическим многочленом линейного преобразования А.

    Характеристический многочлен линейного преобразования не зависит от выбора базиса.

    Пусть А – некоторое линейное преобразование плоскости, матрица которого равна . Тогда преобразование А может быть задано формулами:

    ; .

    в некотором базисе .

    Если преобразование А имеет собственный вектор с собственным значением l, то .

    или

    Так как собственный вектор ненулевой, то и не равны нулю одновременно. Так как данная система однородна, то для того, чтобы она имела нетривиальное решение, определитель системы должен быть равен нулю. В противном случае по правилу Крамера система имеет единственное решение – нулевое, что невозможно.

    Полученное уравнение является характеристическим уравнением линейного преобразования А.

    Таким образом, можно найти собственный вектор линейного преобразования А с собственным значением l, где l - корень характеристического уравнения, а и – корни системы уравнений при подстановке в нее значения l.

    Очевидно, что если характеристическое уравнение не имеет действительных корней, то линейное преобразование А не имеет собственных векторов.

    Если - собственный вектор преобразования А, то и любой вектор ему коллинеарный – тоже собственный с тем же самым собственным значением l.

    Действительно, .Учитывая, что векторы имеют одно и то же начало, получаем, что эти векторы образуют так называемое собственное направление или собственную прямую.

    Так как характеристическое уравнение может иметь два различных действительных корня и , то в этом случае при подстановке их в систему уравнений получим бесконечное количество решений (В силу линейной зависимости уравнений). Это множество решений определяет две собственные прямые.

    Если характеристическое уравнение имеет два равных корня , то либо существует только одна собственная прямая, либо, если при подстановке в систему она превращается в систему вида: . Эта система удовлетворяет любым значениям и . В этом случае все векторы будут собственными, и такое преобразование называется преобразованием подобия.

    Пример. Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования с матрицей .

    Запишем линейное преобразование в виде:

    Составим характеристическое уравнение:

    l 2 - 8 l + 7 = 0;

    Корни характеристического уравнения: Для корня имеем

    Из системы получаем зависимость: . Собственные векторы для первого корня характеристического уравнения имеют координаты: где t - параметр.

    Для корня имеем

    Из системы получаем зависимость: . Собственные векторы для второго корня характеристического уравнения имеют координаты: где t - параметр. Полученные собственные векторы можно записать в виде:

    Пример. Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования с матрицей .

    Запишем линейное преобразование в виде:

    Составим характеристическое уравнение:

    ;

    Корни характеристического уравнения: . Получаем:

    Из системы получается зависимость: . Собственные векторы для первого корня характеристического уравнения имеют координаты: где t - параметр. Собственный вектор можно записать: .

    Пусть - собственный вектор линейного преобразования А, заданного в трехмерном линейном пространстве, а – компоненты этого вектора в некотором базисе , тогда

    ,

    где l - собственное значение (характеристическое число) преобразования А. Если матрица линейного преобразования А имеет вид:

    ,

    то

    Следовательно, характеристическое уравнение имеет вид .

    Раскрыв определитель, получим кубическое уравнение относительно l. Любое кубическое уравнение с действительными коэффициентами имеет либо один, либо три действительных корня. Тогда любое линейное преобразование в трехмерном пространстве имеет собственные векторы.

    Пример. Найти характеристические числа и собственные векторы линейного преобразования А, матрица линейного преобразования .

    Составим характеристическое уравнение:

    Имеем

    Собственные значения:

     

    1) Для

     

    Если положить , то Þ .

     

    Собственные векторы:

    2) Для

    Если положить то Þ .

    Собственные векторы:

    3) Для

     

    Если положить то Þ .

    Собственные векторы:

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.