![]() ![]() *** 大区分 *** 数Ⅰ・A数Ⅱ・B数Ⅲ高卒・大学初年度 *** 中区分 *** ベクトル・行列連立方程式複素数関数・数列微分積分微分方程式統計maxima ※高卒から大学初年度向け「行列」について,このサイトには次の教材があります.
この頁へGoogleやYAHOO ! などの検索から直接来てしまったので「前提となっている内容が分からない」という場合や「この頁は分かったがもっと応用問題を見たい」という場合は,他の頁を見てください. が現在地です. ↓ベクトル.行列の超基本 ↓行列と一次変換 ↓点の像と原像(高校) ↓行列と1次変換 ↓ベクトルの直交条件 ↓1次独立,1次従属,基底,次元,核,階数 ↓行列の階数 ↓転置行列,対称行列,対角行列,三角行列 ↓逆行列(1) ↓逆行列(2) ↓行列式(1) ↓行列式(2) ↓行列式(3) ↓行列式.基本性質による変形 ↓固有値.固有ベクトル(定義)-現在地 ↓固有値と固有ベクトル(求め方) ↓固有値と固有ベクトル(問題) ↓行列の対角化とは(定義) ↓行列を対角化するには(求め方) 表計算などによる連立方程式の解き方 |
■固有値,固有ベクトルの定義
n次正方行列Aに対して
A→x =λ→x (→x≠→0)
となるような定数λとベクトル→x(n次元の列ベクトル)が存在するとき,λをAの固有値といい,→xをλに属する(に対する)固有ベクトルという.
○ 任意の正方行列Aに対して零ベクトル→x =→0は常にA→x =λ→xを満たすが,このような解(自明解)→x =→0は固有ベクトルに含めない.
例1 2次正方行列での例
このように固有ベクトルが零ベクトルでない→x≠→0という仮定は本質的なものである. ○ しかし他方では,固有値がλ=0となることは,しばしばある.次の例においてはλ=0の固有値が存在する. 例 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
A=
例2 3次正方行列での例
![]() ![]() ![]() ![]() 固有値λ2= −1に属する固有ベクトルは ![]()
A=
![]() ![]() ![]() ![]() 固有値λ1=1に属する固有ベクトルは ![]() 固有値λ2=2に属する固有ベクトルは ![]() 固有値λ3=3に属する固有ベクトルは ![]() |
○ あるベクトルが固有ベクトルであるとき,その定数倍(0倍以外)はすべて固有ベクトルとなる.
A→x =λ→x → A(k→x )=λ(k→x )
(3次元を例にとると)1つの固有ベクトルが![]() ![]() そこで,固有値と固有ベクトルを答えるとき,固有値は数値で答え,固有ベクトルは ![]() ○ 固有ベクトルの図形的意味 →x≠→0で
A→x =λ→x
となるとき,右辺はベクトル→xの定数倍だから,固有ベクトルとは行列Aによって
方向が変わらないベクトル
ということになる.(固有値が1でない限り大きさは変わる.固有値が負の数のときは逆向きになる・・・同じ向きと逆向きとを合わせて同じ方向というので,方向は変わらない.)2次元の場合,平面上のほとんどのベクトルはこのような性質をもたないが,2つの直線上にあるベクトルだけは方向が変わらない固有ベクトルとなる.
![]() ![]() ○ 原点のまわりに角度Θだけ回転することを表す行列 ![]() |
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