
在數學和工程領域,特征值(英文:Eigenvalue)是線性代數中的一個核心概念,描述線性變換作用于特定向量(特征向量)時産生的純量縮放效應。以下從漢英詞典角度進行詳細解釋:
特征值由“特征”和“值”構成:
在數學語境中,特征值表征線性變換中保持方向不變的向量所對應的縮放比例。例如,矩陣 ( A ) 作用于特征向量 ( mathbf{v} ) 時,滿足方程:
$$ Amathbf{v} = lambda mathbf{v} $$
其中 ( lambda ) 即為特征值(來源:中國科學院數學與系統科學研究院術語庫)。
Eigenvalue 源自德語詞彙 eigen(意為“自身的”或“特有的”),強調該數值與系統本身的固有屬性相關。其定義為:
A scalar associated with a linear transformation of a vector space, which when multiplied by a designated vector gives the same result as when the transformation operates on the vector.
(來源:Oxford Dictionary of Mathematics, 6th Edition)
設矩陣 ( A ) 為線性變換算子,特征值 ( lambda ) 和特征向量 ( mathbf{v} ) 滿足:
$$ Amathbf{v} = lambda mathbf{v} $$
示例:
若矩陣 ( A = begin{bmatrix} 2 & 10 & 3 end{bmatrix} ),其特征值可通過解方程 ( det(A - lambda I) = 0 ) 求得:
$$ detbegin{bmatrix} 2-lambda & 10 & 3-lambda end{bmatrix} = (2-lambda)(3-lambda) = 0 $$
解得特征值 ( lambda_1 = 2 ), ( lambda_2 = 3 )(來源:MIT OpenCourseWare, Linear Algebra Lecture Notes)。
特征值是線性代數中的一個核心概念,主要用于描述矩陣在特定方向上的“縮放”作用。以下是詳細解釋:
對于方陣( A ),若存在非零向量( mathbf{v} )和标量( lambda ),使得: $$ Amathbf{v} = lambda mathbf{v} $$ 則稱( lambda )為矩陣( A )的特征值,( mathbf{v} )為對應的特征向量。簡單來說,特征值表示矩陣對特征向量方向的“拉伸或壓縮倍數”。
對矩陣 ( A = begin{pmatrix} 2 & 11 & 2 end{pmatrix} ),其特征方程為: $$ detleft( begin{pmatrix} 2-lambda & 11 & 2-lambda end{pmatrix} right) = (2-lambda) - 1 = 0 $$ 解得特征值 ( lambda_1 = 3 ),( lambda_2 = 1 ),對應特征向量分别為 ( begin{pmatrix} 11 end{pmatrix} ) 和 ( begin{pmatrix} 1-1 end{pmatrix} )。
總結來說,特征值揭示了矩陣在特定方向上的核心作用,廣泛應用于科學、工程和數據分析中。
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