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基础解系怎么求出来的 已知特征值怎么求基础解系?

浏览量:4542 时间:2021-03-12 06:20:13 作者:admin

已知特征值怎么求基础解系?

根据特征值找到系统的基本解,类似于求解线性方程组的过程:矩阵A=第一行1,-1,0,第二行-1,2,-1,第三行0,-1,1,f(λ)=|λe-A |=λ(λ-1)(λ-3),得到三个特征值:0,1,3。将一个特征值3带入齐次线性方程组(λ)。E-A)x=0初等变换后的矩阵:第一行为1,0,-1,第二行为0,1,2,第三行为0,0,0。这里我们回顾一下齐次线性方程组的解:把上面矩阵中第一个元素1对应的X项放到左边,把其他项放到左边,得到:X1=X3,X2=-2x3,设X3为自由未知量,参考值规则(自脑填充吗?)这里取任意X3=1,求X1=1,X2=-2,则基本解系:A1=第一行1,第二行-2,第三行1

将特征值代入特征方程,用初等行变换法,将矩阵化简为最简,得到基本解系。

求矩阵的所有特征值和特征向量的方法如下:

步骤1:计算特征多项式;

步骤2:求特征方程的所有根,即的所有特征值;

步骤3:对于的每个特征值,求齐次线性方程组的基本解系,然后找到所有属于特征值的特征向量。

如果特征值的值扩展到复域,则广义特征值具有以下形式:aν=λBν,其中a和B是矩阵。它的广义特征值(第二个意义)λ可以通过求解方程(a-λb)ν=0,DET(a-λb)=0(其中DET是行列式)得到,形成a-λb形式的矩阵集

如果b是可逆的,则可以写出原关系

,即标准特征值问题。当B是不可逆矩阵时,广义特征值问题应按其原表达式求解。如果a和B是实对称矩阵,则特征值是实数。这在上面的第二个等价表达式中并不明显,因为B逆和a矩阵可能不是对称的。

已知特征值如何求得基础解系?

首先得到齐次或非齐次线性方程组的通解,即得到用自由未知数表示的独立未知数的通解形式,然后将通解改写为向量线性组合形式,以自由未知数为组合系数的解向量作为基本解系统的解向量。如果存在多个自由未知数,则很容易知道齐次线性方程组的基本解系统包含多个解向量。

设AX=b为秩为r的系数矩阵A,通过初等行变换将A变换为如下形式:

则AX=0可分别变换为相同的解方程:

将自由未知数x r1,x r2,xn分别取N-r组数[1,0,…,0],[0,1,…,0],。。。,[0,1,0,…,0],并将它们放入方程组x1,X2中,这样就得到了N-R线性无关的解。

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