特征值和特征向量、基向量、線性變換


數據科學【系列2】|線性代數|5 特征值和特征向量、基向量、線性變換_嗶哩嗶哩_bilibili

注解:

1.v向量是平面直角坐標系中的任一向量,則它可以由基向量i和j線性表示。

2.基向量的線性組合可以表示出整個平面中的任一向量。

3.一個坐標系相當於是一個參考系統。

4.基向量不一定由相互垂直的單位向量i和j代表,只要是平面中線性無關的兩個向量都可以作為一組基向量。

5.以新的基向量(2 1)和(1 1)作為基向量,也可以建立一個坐標系(參考系)。向量(3,2)在這個參考系下被映射成向量(8,5).

 

 

6.如果以新的坐標系作為參考系的話,v向量是(3 2),假如以原來的坐標系作為參考系的話,那么v向量是(8 5).

7.以(0 1)和(1 0)作為基向量所代表的坐標系下,(3 2)向量是它本來的樣子。因為以(0 1)和(1 0)作為基向量所定義的坐標系或者說空間,沒有發生任何拉伸,旋轉或者扭曲。所以(3 2)向量還是它本身。

 

 

8.以(2 1)和(1 1)作為基向量建立的參考系下,(3 2)向量被拉伸了。被旋轉拉伸成了(8 5)向量。(3 2)向量還是(3 2)向量,發生變化的是參考系。

 

 

9.(8 5)向量是相對於原始的參考系而言的。

 

 

注解:

1.特征向量:eigen vector. eigen在德語中是獨特的,特有的意思。

2.特征向量是反應事物的一個特性和獨有的特征的一個量。

3.等式的左邊是A矩陣乘以一個v向量,這相當於是A對v的一個線性變換。

4.(3 1)和(-2 0)相當於是一組基,這組基可以建立一個平面坐標系。在這個參考系下,向量(2 1)縮放成了(4 2)向量,它剛好是(2 1)向量的2倍。即以(3 1)和(-2 0)為基建立的參考系,作用在向量(2 1)上,使得向量(2 1)的長度變化了2倍,方向沒有發生變化。

5.在以(3 1)和(-2 0)為基建立的這個參考系下,向量(2 1)沒有被旋轉,只是發生了拉伸。這種在某個坐標系下,方向沒有發生改變,只是大小發生了改變的向量,叫做特征向量。放大或者縮小的倍數,叫做特征值。

6.(2 1)向量就是矩陣A所代表的參考系的特征向量,數字2是矩陣A的對應(2 1)特征向量的特征值。

7.矩陣A對向量v做線性變化后,結果(還)是向量v乘以一個常數,v的方向並沒有改變,只是長度發生了拉伸改變。

8.向量所處的空間發生了一定的扭曲變化(由以基向量(0 1)和(1 0)作為基向量所組成的坐標系變成了以(3 1)和(-2 0)為基向量建立的參考系),而向量v本身只是大小發生了變化,方向未變。

9.一個人站在不同的哈哈鏡前面,會發生不同的扭曲程度,但是這個人本身並沒有發生改變,所以特征向量是比較能反應一個事物特性和本質的量。(哈哈鏡相當於是不同的基向量組成的空間,基向量不一樣,空間發生的扭曲也不一樣)。

 


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