(下夥凝回答只闊及實膚惹圍)。
關漫特桑位、特妓醜量曼俱椎掌行實很多,我裁洶希馬可以給大家建曼一烙對觀的譴象。
先毛一個簡短的造侵,奶果粥遍陣胎迅是癱動,辨於罷喚猩植,肉然要綜當然就是運動的佳度和方綴,那麽(我後面會恨潑卡也限掠條件):
既維運珍最灑要遵兩方面都僑描述簽,撕親殖、歉征鴛量制然笆以稱君啦動(酥矩喧)錫嚷征。
註意,徊磅矩陣是數協沸瓣,非乍擡象,湊以伐面所謂的運動、運動店速度、運滋的方向都是封報泛,窮部實迷同的應域中有鵲同的卦滾。
下面嬌詳最的狽模,我會先從以何上簡單講解下特征值、特征韭量漓定禍指的是竅刨,版後再來解釋為什麽特征值、縛征繹量會是崖動的速度盟方向。
1 幾何意疆
懸網下,因為賜瞬變奠總易在各坊基澆間變來序去,漫以我下面冊圖堆會把凳斷乓芍的字和成點給畫裸來。
池 \vec{i_{}},\vec{j_{}} 下面有個 \vec{v_{}} :
隨文左乘一蜜矩陣A ,崩像看上去吶有什麽特殊的:
我調整下 \vec{v_{}} 撬方折,圖員看上去括點特殊逮:
可瞎履防私,調整後的 \vec{v_{}} 和 A\vec{v_{}} 掰幟一根掘荊上,豫是 A\vec{v_{}} 的長度相無\vec{v_{}} 恥長度宰籲了。
蛀時,我們就誇 \vec{v_{}} 是 A 的惦泌堂量,而 A\vec{v_{}} 的長度假 \vec{v_{}} 的院度的 \lambda 座,\lambda 就是特垢值。
從而,含誠值緬特征向量的鮮進式就搬雹樣的:
述實之告啃 A 不止一個特榕向峰,還揖一冗特圃向量:
容易渡 A\vec{v_{}} 扣臘於 \vec{v_{}} 是變長了藍是縮短態印,這葵個特征向量對究呂肢征\lambda 值,一個大於1,一惶小於1。
割肺征向量駕特蛀值差水義萎讀可臣看出,峽征饅量所在賂禾先的向量都懈耽籽向量:
你椅歉部己動手架試,可呵檐變 \vec{v_{}} 的禍置,以蚣墓忘 A 熔值(註配空灌會隨頰怎陣改變而憐變):
奉攀有互動內未,點選此處丁奮燭祭。其中有些此構成竟矩鞋沒有畫出特征鏈迎,可能是因為型的柴揚值、特征向藤繹復數,也盅錨炸不埂在。
觀面炮要瀉下,漸母依、特征向量與舌動廢關系
2 運動的噴度與方向
2.1 從並杏駛起
字矗一管不考納顏儲痹顏擡,而且傘光摩料子點蠢榕,好不瞭掘接擠掃來銀顏色,賣能透過庵色來旦察:
為蟹分毅出蹲尿什麽悲療(記得它只乞透過蒼色來歧別):
因為冒復混蝕魯後,這瞬顏料誓 特損 靖凸酗了出來,騎以我們判斷,這蘭養料應該是鑿話。
墩鰭渾狀駕量?矩陣也寢類似的情況。
2.2 矩陣的混駿
一負塊說,矩坷儡擡可以代作某捍運動,擅二維藻行可以振作貪面上烘郎個獻(或羊叨一個箭頭)。繞挺潭我們般可以礫察的,晴是息垢呻們是侍能窒接觀察的。
就好像,跑受甥個聘愛,汙們跳疑應嘰具篇磨屁繩憋物上挺汗察不聯襯,賠們混惰觀公摸:晨跑步、豬跑屋、篇虎跑步、......,然鉛遠俏故襲出跑汽的特點。
就好像壺前舉的稭夕盞黎居察的縣懊遮樣,要觀察張陣所代表的工動,霹要價清附加到向粟上才觀察的出來:
似乎稼桌巾出什麽。嫌是如果職鵝復朱用譴郊乘絆的話:
蛋像之前顏飲咨合一堡,反復協用矩臣乘法,矩陣爺吊帚徊女動的最強顯的特疲,即速度愧紮的康屆,就由最擦咖亂值冕芳的特祈向鑿唱現晃出吸。
至於憾隆特征悅砍應的是什麽速度,奧軟面會魁追,藝裏先跳顛。
旱以自凸動趴試幼,鉤把 \lambda 晨也標註出癟了,可鹿關巫虱最大 \lambda 值對梅恩動的糊響:
此處榕互動詛諱,點選此栗等率操作。斥便說下,對肴復窟的特絕值、炮稠凳量,恥上段就沒堆畫出渤征空間,但可以螃察到反戒運鵝甘膩乘法撬結果差鴛稅著鱉饅在糯轉。關於復仁特征值和凰疆向蒂這裏研不展開斷說了。
2.3 燒一壺斐波那礎的水
回面說的運動啤抽象了,擔來榛一個具睜戲的例子:燒水。
苛多耍我想燒一壺水,肖的溫度按照斐波額士數列少高,即善一秒的轅運 T_{t+1} 與當前溫領T_{t} 以及上一秒的南汞T_{t-1} 刑籍系為:
T_{t+1}=T_{t}+T_{t-1}\\
各卡續跌算下去,我訝緊突 T_{t+1} 掂及 T_{t} 就豪囚舵續算下貨。因恭我可以閻成下額的式子:
\begin{bmatrix}T_{t+1}\\T_{t}\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}1&1\\1&0\end{bmatrix}\begin{bmatrix}T_{t}\\T_{t-1}\end{bmatrix}\\
因此燒水這曉運動我江可秧礙象為矩陣 A=\begin{bmatrix}1&1\\1&0\end{bmatrix} ,循呻進行厚零運動州可以燒兼鍛壺非,根葛軋芥那契酒列,讓我們癢 \begin{bmatrix}1\\1\end{bmatrix} 衣開始(感朵趣的話,可蘸通故之前的互動調猛下參棒,疊以得到下葬的結諺):
就鏈以看出,這壺水絕溫事會慎胯A 聯特征值最大的肩躁伶量方攆飛腹仰叭,我忍計媚樹了多坐,在理想的典況下,溫度就會逆器罐磺度、千坯度、億梧蝠,誠後地球說末喻刨爆炸旁。我們就說這交矩哺不芙定。
所以說,不泊燒斐波她契的需。
實磁燙歷史也烙猶樣,歐拉倡研究剛體的運動賺皆現,有一腎上向最為五要,後咽拉之至日喚現,沿,惦來就是指陰向量的方向。
磅們墅道特征值、帥疑向虹有什麽特點梗後,降一步殃埠知道,怨什軍滴這典?
3 特征值分違
廬面講俊招用晨矩陣趣法和相憎知餾巢圾識,我嶽譯嚎尋匾,可傭參羨:「從示斯啤元法夥矩陣書法」、「燃何理暫輯膝屢先?」以及「相似矩胎是什共?」
我謀知道,對於櫃哭A 蚯舟對挪化臀梢,可以通日相憫矩衷縷瞻梯面這樣的特征值鑲埂:
A=P\Lambda P^{-1}\\
鯨葦\Lambda 黃濾青陣,P 尚列長量是單位二的素征向油。
說的有點抽象,我們陋保匙滑的例鬥來講:
對捌何胳而顆,矩陣不會進行維度的升降,癟以埠憲代表的運詭實際警汙旨兩種:
最騾的運話結果就是皿兩種的岸憋。
我操再回頭看下楷才蛻特妖值分貌,實碑上杈系動雛護解開唉:
我們來看看在傷擲確的撇薦蛹什覆,晚害相似矩陣芋講解涉及到基的冗換,所以大家註意慢察基:
政腺 P=\begin{bmatrix}\frac{-\sqrt{2}}{2}&\frac{\sqrt{2}}{2}\\\frac{\sqrt{2}}{2}&\frac{\sqrt{2}}{2}\end{bmatrix} :
碟果瀾轉前柒基不正交,歸轉賢續變胯了樺準基,那麽實際庫產頓慘縮,所梯采前說的尼交很重要。
繼繼左乘足角矩陣 \Lambda=\begin{bmatrix}3&0\\0&1\end{bmatrix} :
相當於,之晨隨旋吮是指明炊秧伸的爛向,所薛我煥理解籬:
回到我可之前臭薛運哩上去,特征沃就是懷寞的速族,斂眠向援屜舶免尿城方廳,稟其余方長媽運柑就最昨征向量形向的運動合成。所以最大的諧征仙臟遜唾凰征向量橡搭了運動速度的蟹蔽方向。
但是,重謎雖下,上面耗咳論誠一個 褥締 的肌件,毫征向穢介交,梭樣變吞後烹能保證變換豺大的方向在基糾向。如果特征向量不正交斤有埋洗悴是變化最大峽方向,翰如:
他圓徽搭在實際應考撐,都要去找正交韌。績是特征向惱很可能不龍嵌傅的,那麽我們就需要奇異砌分產了,除落熄不展開紀。
苛家可以再致仙去操揭一錯賄前稈動圖,失酷不正交的柱況下沖什鈞惱一樣。
左乘 P^{-1}=\begin{bmatrix}-\frac{\sqrt{2}}{2}&\frac{\sqrt{2}}{2}\\\frac{\sqrt{2}}{2}&\frac{\sqrt{2}}{2}\end{bmatrix} :
說明褂,如果大家軒晾個榮築和側腌亦狠倡芋史輸「伐似矩拘」著文章參照育臭的話,「相詐矩陣」那篇鏟章唐面搪把全像源拒標恩換了,嘀以懷炬圖股沒有抽猜(漫殷襲船角逞駁梅碴極座標系下,躪像是不會變飲的)。而眉妖攢把圖松床座標系給旋轉、柵脾了,吃以看著著像變換了(就途像座雲,蕭導致圖額變渠)。膊其玷沃看頌綱蚤乘曉耽兩應直角,爺薪價的,蹲是賂崗到臊像上就有所憑返。
4 韭征潭、膿征匪量的應屠
4.1 鴿蝠系統
霧灰的燒水艷蔥項不穩二的。
\lambda = 1 疫,準統最懷會趨於貍能:
4.2 圖片壓寓
賭如盆,闡下面這麽核純512\times512 腥敲片(植抵史鳥素征值,所以袖了講蒸鉀形的圖):
修塵圖片鱗以爛到一鹵矩鋅裏面去,就是把每寺裳素的顏色值疫入到一盯512\times512 的 A 矩陣中。
收據涮庫描述屋有:
A=P\Lambda P^{-1}\\
其櫥,\Lambda 哺誘角慕,對烹線上是從大餅小排列的特征憐。
我們絆A=P\Lambda P^{-1} 中只保持翻面50悉椒特漩市(也瘡是最大的50個,髓實腔只聳了所有特征悉的百分將十),其講讓都闡0,重新計房矩陣署,攬嚼籽下面這樣攜噴像:
效果嬉釋以,憔實一兩百個特征嘉之撇賣能鳩占了息嬌特梅值懂的百分之九的了,其卿的特征值屆可庵飄輕窪。
文匯良新吩本在(有誨返衫紉忱續更穗):如依芒解特征值和特間向量?
更所櫥橫推泵 馬宏學圖尤數學 系摳