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線性代數的動態觀-線性變換(五)

令矩陣相似對角化後的特徵向量為單位向量,則特徵值的絕對值代表了拉伸或壓縮一個特徵向量的程度。即A.x=t.x,|A.x|=|t|.|x|=|t|。

 

奇異值分解是一種對所有矩陣都適用的分解演算法,它本身在不同的應用場景中都有相應的意義,先描述它的計算方法:

1、設矩陣A是個一般矩陣(x行y列)先將原始矩陣轉換成(y行y列)這樣的形式,該矩陣是一個對稱矩陣並且對角線上的值一定非負;

2、對該對稱矩陣按照之前所說進行相似對角化,可以得到相應的對角矩陣並且特徵向量相互正交;

3、設V1、V2...Vn(向量中值的個數為y)以及R1、R2...Rn是該對稱矩陣相應的特徵向量和特徵值,則

,由於一定非負所以特徵值Rn也非負;

4、由3可得A的奇異值為即|A.Vn|的大小,並且非零奇異值的個數為A的秩r(一定小於等於x和y中最小值),對應的特徵向量相互正交併組成了colA的基(線上性代數及應用中有證明)。將特徵向量轉換為單位向量為Ur=A.Vr/(向量中值的個數為x),則.Ur=A.Vr,令(y行y列),(x行y列),(x行y列),(x行x列),

則U.==,由於V為單位正交矩陣則