
【建】 characteristic value
【法】 habit
cost; value; happen to; on duty
【醫】 number; titer; titre; value
特征值(Eigenvalue)是線性代數中的核心概念,指在矩陣變換中保持向量方向不變的标量因子。在漢英詞典中,其對應英文為“eigenvalue”,源自德語“eigen”(意為“自身的”或“獨特的”)。具體含義可分解為以下四部分:
數學定義
對于方陣( A ),若存在非零向量( mathbf{v} )和标量( lambda ),使得( Amathbf{v} = lambdamathbf{v} ),則稱( lambda )為矩陣( A )的特征值,( mathbf{v })為對應的特征向量。這一關系體現了矩陣對特定向量的“伸縮”作用。
物理意義
在工程和物理學中,特征值常用于描述系統的固有特性。例如,在機械振動分析中,特征值對應系統的自然頻率;在量子力學中,特征值代表可觀測物理量的可能測量值。
計算方式
特征值通過求解特征方程( det(A - lambda I) = 0 )獲得。例如,矩陣( begin{bmatrix} 2 & 11 & 2 end{bmatrix} )的特征值為3和1,分别對應特征向量( (1,1) )和( (1,-1) )。
應用領域
特征值廣泛應用于主成分分析(PCA)、圖像壓縮、結構穩定性分析等領域。谷歌搜索引擎的PageRank算法也利用矩陣特征值對網頁重要性排序。
參考資料:
特征值(Eigenvalue)是線性代數中的一個核心概念,主要描述矩陣對特定向量的縮放作用。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 ),滿足: $$ Amathbf{v} = lambdamathbf{v} $$ 則稱 ( lambda ) 為矩陣 ( A ) 的特征值,( mathbf{v} ) 為對應的特征向量。
特征向量在矩陣變換中保持方向不變,僅被特征值 ( lambda ) 縮放:
通過解特征方程: $$ det(A - lambda I) = 0 $$ 其中 ( I ) 為單位矩陣,( det ) 表示行列式。方程的根即為特征值。
若矩陣 ( 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 ( lambda_1 = 3 ),( lambda_2 = 1 ),對應特征向量分别為 ( (1,1) ) 和 ( (1,-1) )。
特征值揭示了矩陣的内在性質,是分析線性變換、系統穩定性和數據模式的關鍵工具。
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