數字格式
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3131313131351515151515≈83137
關於特徵分解 (矩陣對角化) 計算器
這是一個免費的線上特徵分解 (矩陣對角化) 計算器 這是一個提供完整、詳細、分步驟解答的免費在線矩陣計算器,可進行高達 99x99 大小的矩陣運算,支持的矩陣元素類型包括:小數、分數、複數和變數。
要開始計算,您首先需要在螢幕最上方找到輸入欄位,輸入矩陣的大小,還可以在那裡選擇所需的計算方法。
稍微往下,您會找到一個矩陣視窗,您需要在其中使用鍵盤輸入矩陣元素。這裡還設有矩陣控制面板,可以簡化矩陣操作,包含以下控制項:
- 第一個控制項可以讓您展開矩陣視窗。這在您需要使用非常大的矩陣進行計算時特別有用,而這些矩陣無法完全顯示。如果展開視窗後矩陣仍然不可見,您可以使用 + / - 按鈕來縮放矩陣;
- 第二個控制項可以將矩陣輸入複製到記憶體緩衝區。這在您經常使用相同的矩陣進行計算或需要在操作之間移動矩陣時很有用;
- 最後一個控制項可以插入之前複製的矩陣,讓您只需點擊幾下即可快速輸入矩陣,而無需手動輸入;
再往下,您會找到一個工具欄,可以用來自訂計算器並使其更易於使用。它在視覺上分為三個部分,每個部分負責以下功能:
- 第一個部分可以讓您在顯示結果時選擇數字格式。您還可以在此處關閉問題解答的註釋,如果您已經理解如何解決該問題,並使用計算器來加速或檢查自己的計算。或者,如果您只需要解答結果,可以完全關閉分步驟解答;
- 第二部分包含按鈕,可以讓您更改矩陣輸入欄位的類型、清除其元素或整個矩陣,以及最大的等號按鈕,它會帶您進入問題解答的螢幕。所有這些按鈕都由鍵盤上的按鍵複製。要知道要按哪個鍵盤按鍵,只需將滑鼠懸停在其中一個按鈕上,就會出現一個帶有按鍵名稱的提示。您還可以使用鍵盤上的箭頭鍵在矩陣輸入欄位之間移動游標;
- 最後一部分可以讓您選擇非整數數字的小數點後位數,以進行捨入。您還可以在此處立即看到捨入後的分數示例;
什麼是矩陣的特徵分解?
特徵分解是將一個給定的方陣分解為三個矩陣:第一個矩陣是由特徵向量組成,每列代表一個特徵向量;第二個矩陣稱為對角矩陣,其主對角線上放置原始矩陣的特徵值,其他所有元素均為零;第三個矩陣是由特徵向量組成的矩陣的逆矩陣。需要注意的是,特徵向量必須與對角矩陣中對應的特徵值放在相同的列中。由特徵向量組成的矩陣、對角矩陣以及特徵向量組成的矩陣的逆矩陣的乘積應該等於原始矩陣。
如何進行矩陣的特徵分解?
首先,我们需要找到原始矩阵的特徵值和特徵向量,从而可以组成對角矩阵和由特徵向量组成的矩阵。然后我们需要找到由特徵向量组成的矩阵的逆矩阵。
矩陣特徵分解的例子
寫出初始矩陣
A
:
A
=
71
7
2
4
8
8
5
5
5
5
8
5
2
2
7
2
特徵分解是矩陣
A
的表示形式為
A
=
P
*
D
*
P
-1
0
;
矩陣
D
是與矩陣
A
大小相同的矩陣,其中矩陣
A
的特徵值位於主對角線上,其他元素均為零;
將特徵值放在主對角線上的順序無關緊要,我們將它們按升序排列;
矩陣
P
是與矩陣
A
大小相同的矩陣,由矩陣
A
的特徵向量構成;
矩陣
P
的每一列是矩陣
A
的某個特徵向量;
需要注意的是,特徵向量必須放在矩陣
P
中與其對應的特徵值在矩陣
D
中的同一列;
矩陣
P
-1
0
是矩陣
P
的逆矩陣;
要執行矩陣
A
的特徵分解,需要執行以下操作:
1)
計算矩陣A的特徵值;2)
如果特徵值的個數小於矩陣的大小 A,則特徵分解是不可能的;3)
計算矩陣A的特徵向量;4)
根據計算的特徵值創建一個矩陣D;5)
從計算的特徵向量中創建一個矩陣P;6)
計算矩陣P的逆矩陣;2
特徵向量14
8
13
1
59
86
51
73
1
-
96
269
1
77
477
1
82
113
1
-12
58
6569
255
70
93
-245
51
52
1
88
17647
28
101
-
76
83
1
3
矩陣 DD
=
72
56
191
0
0
0
0
15
29
3179
0
0
0
0
2
97
111
0
0
0
0
-1
71
414
4
矩陣 PP
=
14
8
13
1
59
86
51
73
1
-
96
269
1
77
477
1
82
113
1
-12
58
6569
255
70
93
-245
51
52
1
88
17647
28
101
-
76
83
1
5
矩陣逆P
-1
0
=
14
209
-
85
1486
-
20
116857
-
60
5819
31
3406
7
26
59
19837
-
46
165
50
8099
37
131
-
89
87699
-
13
45
29
10428
19
103
-
23
13120
73
89
Answer
A = P · D · P⁻¹P
=
14
8
13
1
59
86
51
73
1
-
96
269
1
77
477
1
82
113
1
-12
58
6569
255
70
93
-245
51
52
1
88
17647
28
101
-
76
83
1
D
=
72
56
191
0
0
0
0
15
29
3179
0
0
0
0
2
97
111
0
0
0
0
-1
71
414
P
-1
0
=
14
209
-
85
1486
-
20
116857
-
60
5819
31
3406
7
26
59
19837
-
46
165
50
8099
37
131
-
89
87699
-
13
45
29
10428
19
103
-
23
13120
73
89
大小4×4