求矩阵a的特征值和特征向量

更新时间:2025-11-22 12:55:28
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为了求矩阵 \( A \) 的特征值和特征向量,我们首先需要解特征方程,即求解 \( \det(A - \lambda I) = 0 \),其中 \( \lambda \) 是特征值,\( I \) 是单位矩阵。

1. 计算特征多项式:将矩阵 \( A \) 中的每个 \( \lambda \) 替换为单位矩阵 \( I \) 中相应位置的元素,得到矩阵 \( A - \lambda I \)。然后计算这个矩阵的行列式。

2. 求解特征值:将特征多项式 \( \det(A - \lambda I) = 0 \) 展开并化简,解出 \( \lambda \) 的值,这些值即为矩阵 \( A \) 的特征值。

3. 求特征向量:对于每个特征值 \( \lambda_i \),求解线性方程组 \( (A - \lambda_i I) \mathbf{x} = \mathbf{0} \),其中 \( \mathbf{x} \) 是特征向量。注意,每个特征值可能对应多个线性无关的特征向量。

假设矩阵 \( A \) 为:

\[ A = \begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} & a_{13} \\ a_{21} & a_{22} & a_{23} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} \end{bmatrix} \]

特征多项式为:

\[ \det(A - \lambda I) = \det \begin{bmatrix} a_{11} - \lambda & a_{12} & a_{13} \\ a_{21} & a_{22} - \lambda & a_{23} \\ a_{31} & a_{32} & a_{33} - \lambda \end{bmatrix} \]

展开并化简后,求解得到特征值 \( \lambda \)。

接下来,对于每个特征值 \( \lambda_i \),求解 \( (A - \lambda_i I) \mathbf{x} = \mathbf{0} \) 来找到相应的特征向量。

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