python — numpy计算矩阵特征值,特征向量

python — numpy计算矩阵特征值,特征向量

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python — numpy计算矩阵特征值,特征向量一、数学演算二、numpy实现

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python — numpy计算矩阵特征值,特征向量

一、数学演算

示例:

首先参考百度demo的来看一下矩阵的特征值和特征向量的解题过程及结果。

可知矩阵A:特征值为1对应的特征向量为 [ -1,-2,1]T。特征值为2对应的特征向量为 [ 0,0,1]T

我们可以进一步对特征向量进行单位化,单位化之后的结果如下:

特征值为1对应的特征向量为 [ 1/√6, 2/√6, -1/√6]T,即 [ 0.40824829, 0.81649658, -0.40824829]T。特征值为2对应的特征向量为 [ 0,0,1]T

A

=

[

1

1

0

4

3

0

1

0

2

]

A= \left[ \begin{matrix} -1 & 1 & 0 \\ -4 & 3 & 0 \\ 1 & 0 & 2 \end{matrix} \right]

A=⎣⎡​−1−41​130​002​⎦⎤​

二、numpy实现

完整代码:

#!/usr/bin/env python

# encoding: utf-8

'''

@Author : pentiumCM

@Email : 842679178@qq.com

@Software: PyCharm

@File : __init__.py.py

@Time : 2020/4/11 9:39

@desc : numpy计算矩阵的特征值,特征向量

'''

import numpy as np

mat = np.array([[-1, 1, 0],

[-4, 3, 0],

[1, 0, 2]])

eigenvalue, featurevector = np.linalg.eig(mat)

print("特征值:", eigenvalue)

print("特征向量:", featurevector)

运行结果:

特征值: [2. 1. 1.]

特征向量: [[ 0. 0.40824829 0.40824829]

[ 0. 0.81649658 0.81649658]

[ 1. -0.40824829 -0.40824829]]

结果解释:

返回的特征值:[2. 1. 1.],表示有三个特征值,分别为:2, 1, 1

返回的特征向量:

[[ 0. 0.40824829 0.40824829]

[ 0. 0.81649658 0.81649658]

[ 1. -0.40824829 -0.40824829]]

是需要

\color{red}按列来看的

按列来看的,并且返回的特征向量是单位化之后的特征向量, 如第一列 [ 0,0,1]T 是对应于特征值为2的特征向量, 第二列[ 0.40824829, 0.81649658, -0.40824829]T是对应于特征值为1的特征向量。

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