Собственные значения и собственные векторы в MATLAB

Опубликовано: 13 Сентября, 2022

Собственные значения и собственные векторы являются свойствами квадратной матрицы.

Позволять матрица N*N , Xвектор размера N*1 и быть скаляром .

Тогда значения X, удовлетворяющее уравнению являются собственными векторами и собственными значениями матрицы A соответственно.

  • Матрица размера N*N имеет N собственных значений
  • Каждому собственному значению соответствует собственный вектор.

Matlab позволяет пользователям находить собственные значения и собственные векторы матрицы, используя метод eig() . Различный синтаксис метода eig() :

  • е = еиг(А)
  • [V,D] = eig(A)
  • [V,D,W] = eig(A)
  • е = eig(A,B)

Давайте подробно обсудим приведенные выше синтаксисы:

е = еиг(А)

  • Он возвращает вектор собственных значений квадратной матрицы A .

Matlab




% Square matrix of size 3*3
A = [0 1 2;
    1 0 -1;
    2 -1 0];
disp("Matrix");
disp(A);
  
% Eigenvalues of matrix A
e = eig(A);
disp("Eigenvalues");
disp(e);

Выход :

[V,D] = eig(A)

  • Он возвращает диагональную матрицу D , имеющую диагонали в качестве собственных значений.
  • Он также возвращает матрицу правильных векторов как V .
  • Нормальные собственные векторы называются правыми собственными векторами .
  • V представляет собой набор N собственных векторов каждого размера N * 1 (A - размер N * N), который удовлетворяет A * V = V * D

Matlab




% Square matrix of size 3*3
A = [8 -6 2;
    -6 7 -4;
    2 -4 3];
disp("Matrix");
disp(A);
  
% Eigenvalues and right eigenvectors of matrix A
[V,D] = eig(A);
disp("Diagonal matrix of Eigenvalues");
disp(D);
disp("Right eigenvectors")
disp(V);

Выход :

[V,D,W] = eig(A)

  • Наряду с диагональной матрицей собственных значений D и правых собственных векторов V он также возвращает левые собственные векторы матрицы A.
  • Левый собственный вектор u — это матрица размера 1*N , которая удовлетворяет уравнению u*A = k*u , где kлевое собственное значение матрицы A .
  • W — это набор N левых собственных векторов матрицы A, удовлетворяющих условию W'*A = D*W' .

Matlab




% Square matrix of size 3*3
A = [10 -6 2;
    -6 7 -4;
     2 -4 3];
disp("Matrix :");
disp(A);
  
% Eigenvalues and right and left eigenvectors 
% of matrix A
[V,D,W] = eig(A);
disp("Diagonal matrix of Eigenvalues :");
disp(D);
disp("Right eigenvectors :")
disp(V);
disp("Left eigenvectors :")
disp(W);

Выход :

е = eig(A,B)

  • Он возвращает обобщенные собственные значения двух квадратных матриц A и B одинакового размера.
  • Обобщенное собственное значение λ и соответствующий собственный вектор v удовлетворяют условиям Av=λBv .

Matlab




% Square matrix A and B of size 3*3
A = [10 -6 2;
    -6 7 -4;
     2 -4 3];
B = [8 6 1;
     6 17 2;
    -1 4 3];
      
disp("Matrix A:");
disp(A);
disp("Matrix B:");
disp(B);
  
% Generalized eigen values 
% of matrices A and B
e = eig(A,B);
disp("Generalized eigenvalues :")
disp(e);

Выход :