Первый семестр / Лекции ФЭЛ вечерка МУС К.Ф. / ЛВП / 7 Соб значения BCM
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§7 Собственные значения вещественной симметричной матрицы.
Теорема 1. Если AN = [AIK=AKI R]- вещественная симметричная матрица и
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( A I ) x |
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x 0 |
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{( i , xi ), i 1 n}, то |
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DET( A I ) |
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1] |
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Собственные числа матрицы вещественны - λ I R; I=1:N |
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2] |
Собственные векторы, соответствующие различным собственным числам, попарно |
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ортогональны : λ I ≠ λK : xi xk 0 . |
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3] |
Если матрица An имеет "N" различных собственных чисел, то соответствующие |
единичные собственные векторы матрицы образуют ортонормированный базис ЛВП Rn |
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BОНБ [e1; e2 ;...; en ] |
и определяют в RN (новую) прямоугольную систему координат |
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An |
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OX 1X 2 ... X n (ст. базис) OX1 , X 2 ,..., X n (e1 |
, e |
2 ,..., en ) |
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A3 |
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например, в R3 : XYZ (i , |
j , k ) |
X ' Y ' Z ' (e1 |
, e2 |
, e3 ) |
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Связь координат точки М в двух прямоугольных системах координат |
M(x) M(x' ) |
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определяется разложениями ее радиус-вектора по соответствующим ОН базисам: |
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x |
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x' |
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x' x |
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x x' (e1 ) x |
y' (e2 ) x |
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z' (e3 ) x |
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x |
y |
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y' |
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x' e |
y' e |
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z' e |
y x' (e1 ) y |
y' (e2 ) y |
z' (e3 ) y |
y |
' x |
e |
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, |
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z |
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2 |
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i, j, k |
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z' |
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e |
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z x' (e1 ) z y' (e2 ) z z' (e3 ) z |
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z' x |
e |
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1,2,3 |
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3 |
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1 |
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1 |
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ПРИМЕР A |
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( A I ) |
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2 |
2 |
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2 2 |
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1] P |
( ) |
DET |
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1 |
2 |
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2 |
6 0 {2, 3} собственные числа матрицы. |
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2 2 |
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2 |
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0 |
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2 |
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2 |
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1 |
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2 |
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2] 1 2 x1 |
: |
1 |
2 |
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0 |
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x1 |
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1 |
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e1 |
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1 |
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; |
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5 |
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2 |
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4 |
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0 |
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1 |
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1 |
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1 |
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2 3 x2 : |
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4 |
2 |
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0 |
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x1 |
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2 |
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2 |
e2 |
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2 |
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e1 e2 |
0 |
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5 |
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2 |
1 |
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2
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3] 1 2 (e1 |
e2 ) |
0 B [e1; e2 |
] |
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A |
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XY( i , j ) X' Y' (e1 |
, e |
2 ) |
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x |
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x' |
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1 |
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2 |
1 |
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x |
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y |
|
y' |
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x' |
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1 |
y' |
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5 |
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|
5 |
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||||||||||
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e |
, e |
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||||||||||
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2 |
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||||||||
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1 |
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ортонормированный базис R 2
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2 x' y' |
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2 x |
y |
||||||
|
x |
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x' ( x |
e |
) |
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; |
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|||||||
1 |
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5 |
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1 |
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5 |
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||
2 |
|
x' 2 y |
|
|
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x 2 y |
||||||||
|
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||||||||||||
|
y |
|
|
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|
y' ( x |
e |
) |
|
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5 |
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1 |
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5 |
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||
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Y |
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MM(x’,y’) |
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M(X,Y) |
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||||||||
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Y |
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X’ |
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|||||
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y’ |
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x’ |
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E1 |
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X |
|
X |
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E2 |
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|
Y’ |
|
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4 |
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|
3 |
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|||||||
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M(1,2) в OXY M( |
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; |
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) |
в OX Y (e1, e2 ) |
|||||||
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5 |
5 |
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---------------------------------------------------------------------------------- |
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|||||||||||||||
Теорема 2 Если матрица AN имеет k- кратное собственное число |
|
1= 2=…= K<N= |
|||||||||||||||||||||||||||
во множестве соответствующих собственных векторов |
|
{X } |
существуют (можно |
||||||||||||||||||||||||||
|
K |
попарно ортогональных собственных |
|
|
|
λ |
|
|
|
|
|
λ λ |
|
|
λ |
λ, |
|||||||||||||
|
векторов матрицы. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
выбрать) |
|
|
λ → |
|
|
|
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|
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|
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||||||||||||
|
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1 |
1 |
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