基礎(chǔ)解系怎么求出來(lái)的 已知特征值怎么求基礎(chǔ)解系?
已知特征值怎么求基礎(chǔ)解系?根據(jù)特征值找到系統(tǒng)的基本解,類似于求解線性方程組的過(guò)程:矩陣A=第一行1,-1,0,第二行-1,2,-1,第三行0,-1,1,f(λ)=|λe-A |=λ(λ-1)(λ-3)
已知特征值怎么求基礎(chǔ)解系?
根據(jù)特征值找到系統(tǒng)的基本解,類似于求解線性方程組的過(guò)程:矩陣A=第一行1,-1,0,第二行-1,2,-1,第三行0,-1,1,f(λ)=|λe-A |=λ(λ-1)(λ-3),得到三個(gè)特征值:0,1,3。將一個(gè)特征值3帶入齊次線性方程組(λ)。E-A)x=0初等變換后的矩陣:第一行為1,0,-1,第二行為0,1,2,第三行為0,0,0。這里我們回顧一下齊次線性方程組的解:把上面矩陣中第一個(gè)元素1對(duì)應(yīng)的X項(xiàng)放到左邊,把其他項(xiàng)放到左邊,得到:X1=X3,X2=-2x3,設(shè)X3為自由未知量,參考值規(guī)則(自腦填充嗎?)這里取任意X3=1,求X1=1,X2=-2,則基本解系:A1=第一行1,第二行-2,第三行1
將特征值代入特征方程,用初等行變換法,將矩陣化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn),得到基本解系。
求矩陣的所有特征值和特征向量的方法如下:
步驟1:計(jì)算特征多項(xiàng)式;
步驟2:求特征方程的所有根,即的所有特征值;
步驟3:對(duì)于的每個(gè)特征值,求齊次線性方程組的基本解系,然后找到所有屬于特征值的特征向量。
如果特征值的值擴(kuò)展到復(fù)域,則廣義特征值具有以下形式:aν=λBν,其中a和B是矩陣。它的廣義特征值(第二個(gè)意義)λ可以通過(guò)求解方程(a-λb)ν=0,DET(a-λb)=0(其中DET是行列式)得到,形成a-λb形式的矩陣集
如果b是可逆的,則可以寫(xiě)出原關(guān)系
,即標(biāo)準(zhǔn)特征值問(wèn)題。當(dāng)B是不可逆矩陣時(shí),廣義特征值問(wèn)題應(yīng)按其原表達(dá)式求解。如果a和B是實(shí)對(duì)稱矩陣,則特征值是實(shí)數(shù)。這在上面的第二個(gè)等價(jià)表達(dá)式中并不明顯,因?yàn)锽逆和a矩陣可能不是對(duì)稱的。
已知特征值如何求得基礎(chǔ)解系?
首先得到齊次或非齊次線性方程組的通解,即得到用自由未知數(shù)表示的獨(dú)立未知數(shù)的通解形式,然后將通解改寫(xiě)為向量線性組合形式,以自由未知數(shù)為組合系數(shù)的解向量作為基本解系統(tǒng)的解向量。如果存在多個(gè)自由未知數(shù),則很容易知道齊次線性方程組的基本解系統(tǒng)包含多個(gè)解向量。
設(shè)AX=b為秩為r的系數(shù)矩陣A,通過(guò)初等行變換將A變換為如下形式:
則AX=0可分別變換為相同的解方程:
將自由未知數(shù)x r1,x r2,xn分別取N-r組數(shù)[1,0,…,0],[0,1,…,0],。。。,[0,1,0,…,0],并將它們放入方程組x1,X2中,這樣就得到了N-R線性無(wú)關(guān)的解。