Власні вектори калькулятор

Формат чисел
Коментарі рішення
Без опису (тільки відповідь)

a

b

c

d

x

y

z

clear

i

ab
x2
xn

Randomize

313131313135151515151583137
2
2510
=Solve

  Про калькулятор власних векторів матриці

Це безкоштовний онлайн-калькулятор власних векторів матриці з повним, детальним, покроковим описом розв'язків, що виконує операції з матрицями розміром до 99x99 з елементами матриці таких типів: десяткові числа, дроби, комплексні числа, змінні.

Щоб розпочати розрахунок, потрібно спочатку ввести розмір матриці в поле введення, яке можна знайти у верхній частині екрана, також там можна вибрати бажаний метод розрахунку.

Трохи нижче ви знайдете вікно матриці, в якому потрібно ввести елементи матриці за допомогою клавіатури. Тут також розташована панель керування матрицею, яка спрощує роботу з матрицями та містить такі елементи керування:

  • Перший елемент дозволяє розширити вікно матриці. Це може бути особливо корисно у випадках, коли потрібно виконувати розрахунки з дуже великими матрицями, які не вміщаються повністю. Якщо матриця все ще не видно після розширення вікна, ви можете змінити масштаб матриці за допомогою кнопок + / -;
  • Другий елемент виконує функцію копіювання введеної матриці в буфер пам'яті. Це може бути корисно у випадках, коли ви часто використовуєте одну й ту саму матрицю для розрахунків або якщо вам потрібно переміщати матриці між операціями;
  • А останній елемент вставляє раніше скопійовану матрицю, що дозволяє прискорити процес введення матриці до кількох кліків, замість того, щоб робити це вручну;

А ще нижче ви знайдете панель інструментів, яка дозволяє налаштувати калькулятор і зробити роботу з ним зручнішою. Вона візуально розділена на три частини, кожна з яких відповідає за наступний функціонал:

  • Перша дозволяє вибрати формат чисел при відображенні результату розв'язку. Також тут можна вимкнути коментарі до розв'язку задачі, якщо ви вже зрозуміли, як розв'язати цю задачу, і використовуєте калькулятор для прискорення або перевірки власних розрахунків. Або ви можете повністю вимкнути покроковий розв'язок, якщо вам потрібен лише результат розв'язку;
  • Друга містить кнопки, які дозволяють змінювати тип поля введення матриці, стирати її елементи або всю матрицю, а також найбільша кнопка зі знаком рівності, яка перенесе вас на екран з розв'язком задачі. Усі ці кнопки продубльовані клавішами на клавіатурі. Щоб дізнатися, яку клавішу на клавіатурі натиснути, просто наведіть курсор на одну з кнопок, і з'явиться підказка з назвою клавіші. Ви також можете використовувати клавіші зі стрілками на клавіатурі для переміщення курсору між полями введення матриці;
  • І остання дозволяє вибрати кількість знаків після коми для округлення нецілих чисел. Також тут можна одразу побачити приклад того, як виглядатимуть округлені дроби;

  Що таке власні вектори матриці?

Власні вектори — це вектори, напрямки яких не змінюються лінійним перетворенням, але масштабуються на постійний коефіцієнт.

  Як знайти власні вектори матриці?

Спочатку потрібно знайти власні значення заданої матриці. Потім підставити перше власне значення λ в рівняння (A − λ I)x = 0 і розв'язати його відносно x. Отримані корені цього рівняння є власним вектором для першого власного значення. Тепер потрібно повторити цей процес для решти власних значень, і множина векторів кожного власного значення заданої матриці дасть нам власні вектори цієї матриці. Як і власні значення, власні вектори можна обчислити лише для квадратних матриць.

  Приклад знаходження власних векторів матриці

Запишемо вихідну матрицю
A
:
A
=
71
7
2
4
8
8
5
5
5
5
8
5
2
2
7
2
Для знаходження власних векторів матриці
A
необхідно зробити наступне:
1)
Знайти власні значення матриці A;
2)
Запам'ятати матрицю A - λI, яка буде сформована у процесі знаходження власних значень;
3)
Скласти для кожного власного значення систему лінійних рівнянь таким чином:
(
A
-
λ
0
i
*
I
) *
ѵ
0
1
ѵ
0
2
ѵ
0
3
ѵ
0
4
= 0;
// де
λ
певне власне значення
i
номер власного значення
I
одинична матриця
4)
Вирішити систему лінійних рівнянь для кожного власного значення;
5)
Корені певної системи лінійних рівнянь є вектором для певного власного значення;
6)
Набір векторів кожного власного значення матриці A дасть нам власні вектори матриці A;
2
Власні значення
λ
0
1
=
72
56
191
;
λ
0
2
=
15
29
3179
;
λ
0
3
=
2
97
111
;
λ
0
4
=
-1
71
414
;
3
Власний вектор для λ
Ми знайшли вектор для
λ
=
72
56
191
:
ѵ
0
1
=
14
8
13
1
59
86
51
73
1
4
Власний вектор для λ
Ми знайшли вектор для
λ
=
15
29
3179
:
ѵ
0
2
=
-
96
269
1
77
477
1
82
113
1
5
Власний вектор для λ
Ми знайшли вектор для
λ
=
2
97
111
:
ѵ
0
3
=
-12
58
6569
255
70
93
-245
51
52
1
6
Власний вектор для λ
Ми знайшли вектор для
λ
=
-1
71
414
:
ѵ
0
4
=
88
17647
28
101
-
76
83
1
Answer
(A − λᵢ · I) · νᵢ = 0
ѵ
0
1
=
14
8
13
1
59
86
51
73
1
;
ѵ
0
2
=
-
96
269
1
77
477
1
82
113
1
;
ѵ
0
3
=
-12
58
6569
255
70
93
-245
51
52
1
;
ѵ
0
4
=
88
17647
28
101
-
76
83
1
;
Розмір4×4

  Джерела