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固有ベクトルを求める問題

3行3列の行列 A=[1 0 2  4 3 1  2 1 3] の固有値1に属する固有ベクトルは、どのように求めたらいいのでしょうか。

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回答No.2

固有方程式 A-tE= [1-t, 0, 2] [4 ,3-t, 1] [2 ,1 ,3-t] に固有値t=1を代入して、列ベクトル[x,y,z]tを掛けたものがゼロに等しいと置いた方程式 [0, 0, 2][x] [4 ,2, 1][y] [2 ,1 ,2][z] = [0] [0] [0] から  2z=0  4x+2y+z=0  2x+y+z=0 この連立方程式の(0,0,0)以外の解が固有値t=1に対する 固有ベクトルで、固有ベクトルの一般形は、cを任意定数とすれば。  c(1,-2,0) で表せます。 c=1とおいた(1,-2,0)も固有ベクトルの1つです。

JZ302
質問者

補足

Eは何でしょうか。

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その他の回答 (3)

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回答No.4

#2,#3です。 A#3の(注)の訂正 誤:注)A#1は計算ミスがあり固有値に間違いがありますね。 正:注)A#1は計算ミスがあり固有ベクトルに間違いがありますね。 失礼しました。

JZ302
質問者

お礼

ご訂正ありがとうございました。 A#1の固有ベクトルは計算ミスですね。

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回答No.3

#2です。 A#2の補足質問について >Eは何でしょうか。 それが分からないで固有値や固有ベクトルを扱えますね。 固有値の定義式にEは出てきませんでしたか? http://www.geisya.or.jp/~mwm48961/linear_algebra/eigenvalue2.htm http://www.cfv21.com/math/eigenvalue.htm 最も教科書によってはEの代わりにIの記号を使っているのもありますが…。 http://next1.cc.it-hiroshima.ac.jp/MULTIMEDIA/numeanal2/node12.html 今の場合Eは3x3の単位行列です。 教科書で復習しておいて下さい。 xを列ベクトル、Aを正方行列とするとき Ax=λx ⇔ (A-λE)=0, Eは単位行列 を満たすλを行列の固有値という。 注)A#1は計算ミスがあり固有値に間違いがありますね。

JZ302
質問者

お礼

ご回答ありがとうございました。IもEも単位行列のことなんですね。

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回答No.1

固有値というのは、元々、↑P = (x,y,z) (列ベクトルとする)とすると、 A*↑P = k*↑P ⇔ (A-kE)*↑P = ↑O(零ベクトル) が、 自明でない解(x,y,z) (つまり、x=y=z=0でない解)を持つときの kの値のことだった訳で、そのときの↑Pが固有ベクトルですから、 k=1 なら、A-kE = [0 0 2 4 2 1 2 1 2] なので、 これに、列ベクトル(x,y,z)をかけたら、零ベクトル、 そうなるx,y,zは、連立方程式を解けば、 1つには決まりませんが、何らかの関係式は導き出せる、 その中で、x=y=z=0でないものを、1つ選べば、 それが固有ベクトルです。 実際には、 2z = 0, 4x + 2y + z = 0, 2x + y + 2z = 0 が出るので、 z = 0, 4x + 2y = 0, 2x + y = 0 から、y = -2x、 y = 1 とすると、x = -2, z = 0 で、(-2,1,0) y = -1として、(2,-1,0)、y=-2として、(4,-2,0) どれでもOKということです。 単位固有ベクトルと言われたら、絶対値√5で割って、 (-2/√5, 1/√5, 0) または (2/√5, -1/√5, 0) のようにします。

JZ302
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。「実際には、」の下3,4行目のxとyの値が合わないのですが。

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