固有値と固有ベクトルとは?求め方をわかりやすく解説!

勉強

固有値とか固有ベクトルとか、一体何???

そう思っている大学生!
この記事でバッチリ理解していきましょう!

固有値、固有ベクトル

n×n 行列 Aに対して

を満たす「0」でないベクトルとスカラーの組み合わせが存在するとき、
xを「Aの固有ベクトル」と言い、λ を「A の固有値」と言います。

例えば、

の時、

より、スカラーλ は2になる、という具合なんです。

特性多項式(固有多項式)

固有多項式とはこのような式のことです。

具体例とともに見てみましょう!

これをさっきの式に当てはめてみましょう。

ここで行列式の公式を思い出してみよう。

これだね。

よって続きは

ということになるね。

固有値の求め方

A は n 次であるとすると、
λ は A の固有値なんです。

よって先ほどの

の場合、

が解なので、

λ = 3, λ = −1 (重根)

よって、λ=3とλ=−1はともにF の固有値であり、
これらのみがFの固有値だ、といえます。

 

固有ベクトルの求め方

固有値が出てしまえば、固有ベクトルを求めるのは簡単なんです。

λ = 3 のとき、

F − 3I3=

よって

より

となります。

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