Тема . Линал и алгебра.

.11 Собственные числа и собственные векторы.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела линал и алгебра.
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74064

А зависят ли собственные векторы оператора 𝒜 : V → V  от выбора базиса?

Показать ответ и решение

С одной стороны, конечно, не зависят, поскольку определение собственного вектора такое: вектор v  - собственный, если v ⁄= 0  и найдётся такая λ ∈ ℝ  , что

𝒜 (v) = λv

То есть в этом определении вообще ничего не зависит ни от базиса, ни от координат.

С другой стороны, нельзя конечно сказать, что координатное представление собственных векторов не зависит от выбора базиса. То есть будет неверно сказать, что если (   )

| v1|
|| v2||
|| ...||
(   )
  vn - координаты собственного вектора v  , то они останутся такими же в любом базисе.

Действительно, выберем некоторый базис в V  . Пусть в этом базисе оператор 𝒜 имеет матрицу A  , и выполняется соотношение

  (   )    (      )
    v1       λ⋅ v1
  ||   ||    ||      ||
A || v2||  = || λ⋅ v2||
  |( ...|)    |(  ...  |)

    vn       λ⋅vn

То есть, иными словами, в этом базисе координаты (|v1 )|
||v2 ||
|   |
|( ...|)
 vn - это координаты собственного вектора v  с собственным значением λ  .

Пусть теперь мы выбрали в V  новый базис, и матрица перехода от старого к новому - это C  .

Тогда если   ′
A - это матрица того же самого оператора, но в новом базисе, то   ′    −1
A  = C   AC  . А координаты (   )
  v1
||   ||
|| v2||
| ...|
(   )
  vn в новом базисе будут равны     (   )
      v1
    ||   ||
C −1|| v2||
    | ...|
    (   )
      vn .

Тогда        ′ − 1
A = CA  C   ,
(   )     (   )
  v1        v′1
|| v ||     || v′||
||  2|| = C ||  2||
|( ...|)     |( ...|)
 v          v′
  n          n .

Тогда соотношение

  (   )     (   )
    v1        v1
  ||   ||     ||   ||
A || v2|| = λ || v2||
  |( ...|)     |( ...|)
    v         v
     n         n

переписывается в виде

          (  ′)       (  ′)
          | v1|       | v1|
          || v′2||       || v′2||
CA  ′C −1C ||   || = λC  ||   ||
          ( ...)       ( ...)
            v′n         vn′

сокращаем   −1
C   C  :

    (   )       (   )
      v′          v′
    ||  1′||       ||  1′||
CA ′| v2|  = λC | v2|
    || ...||       || ...||
    (  ′)       (  ′)
      vn          vn

И домножаем на C −1   слева: Получаем

  (   )     (   )
  | v′1|     | v′1|
  | v′|     | v′|
A′||  2||  = λ||  2||
  |( ...|)     |( ...|)
    v′        v′
     n         n

Таким образом мы видим, что в новом базисе тот же собственный вектор будет иметь уже другие координаты (впрочем, и матрица оператора 𝒜 , конечно, уже будет другой).

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!