线性代数中求矩阵的特征值通常遵循以下步骤:
定义特征值
对于方阵A,如果存在非零向量x和一个标量λ,使得Ax = λx,则称λ为矩阵A的一个特征值,x为对应于特征值λ的特征向量。
特征方程
根据特征值的定义,我们可以得到特征方程:
`det(A - λI) = 0`
其中,`det`表示行列式,`I`是单位矩阵,`λ`是特征值。
求解特征方程
解上述特征方程,找到所有满足条件的λ值,这些值就是矩阵A的特征值。
求解特征向量
对于每个特征值λ,求解齐次线性方程组`(A - λI)x = 0`,其中x是特征向量。非零解x即为对应于特征值λ的特征向量。
数值方法
当矩阵A的维数较大时,直接计算行列式和矩阵乘法可能较为复杂,此时可以使用数值方法如幂法、QR方法等来近似计算特征值。
特征值和特征向量在矩阵分析、稳定性分析、系统振动等领域有着广泛的应用。需要注意的是,特征值可能是实数也可能是复数,而且重根特征值可能对应多个线性无关的特征向量