Vlastní vektory a vlastní čísla: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
JAnDbot (diskuse | příspěvky)
m Robot: přidáno {{Autoritní data}}; kosmetické úpravy
napřímení odkazů, duplicitní odkazy, + portály
Řádek 1:
V [[matematika|matematice]] označuje '''vlastní vektor''' (anglicky eigenvector, německy Eigenvektor) dané [[transformace souřadnic|transformace]] nenulový [[vektor]], jehož [[směr]] se při transformaci nemění. Koeficient, o který se změní [[norma vektoru(matematika)|velikost vektoru]], se nazývá '''vlastní číslo''' ('''hodnota''') (anglicky eigenvalue, německy Eigenwert). [[Množina]] vlastních vektorů, které náleží stejnému vlastnímu číslu, se nazývá '''vlastní prostor''' transformace.
 
Daný vektor může mít i jiná označení, je například zvykem říkat ''vlastní řešení'' (pokud je vektor řešením nějaké rovnice), ''vlastní funkce'' (pokud jde o funkci), ''vlastní stav'' (pokud vektor popisuje [[kvantový stav]]), apod.
 
Vlastní čísla hrají důležitou roli nejen v  [[lineární algebra|lineární algebře]], ale i [[funkcionální analýza|funkcionální analýze]], [[kybernetika|kybernetice]] nebo také v  [[kvantová fyzika|kvantové fyzice]].
 
== Definice a značení ==
Řádek 11:
Číslo <math>\lambda</math> se nazývá '''vlastní číslo''' (též '''charakteristické číslo''') '''operátoru''' <math>\mathbf{A}</math> a <math>\mathbf{u}</math> '''vlastní vektor operátoru''' <math>\mathbf{A}</math> příslušný vlastní hodnotě <math>\lambda</math>.
 
V &nbsp;kvantové mechanice se můžemečasto častolze setkat se zápisem
<math>\hat A u = A u</math>
anebo
Řádek 41:
Tato rovnice se nazývá '''charakteristická rovnice'''. Rovnice podobného typu bývají také označovány jako '''sekulární rovnice''', protože dříve sloužily k výpočtům pohybů planet (jejich odchylek od eliptických drah).
 
[[Polynom]] na levé straně této [[rovnice]] se nazývá ''charakteristický polynom'' matice <math>\mathbf{A}</math> a jeho [[kořenPolynom#Kořen polynomu|kořeny]] jsou vlastními čísly matice <math>\mathbf{A}</math>. Proto má matice <math>\mathbf{A}</math> vždy <math>n</math> vlastních čísel, z nichž se některá mohou opakovat. Počet opakování, tj. [[Polynom#Násobnost kořene|násobnost kořene]] charakteristického polynomu nazýváme '''algebraickou násobností vlastního čísla'''.
 
Vlastní vektory matice <math>\mathbf{A}</math> vyhovují rovnici <math>(\mathbf{A} - \lambda \mathbf{E})\cdot \mathbf{u} = \mathbf{0}</math> pro jednotlivá vlastní čísla.
Řádek 97:
* Pokud má matice <math>\mathbf{A}</math> vlastní číslo <math>\lambda</math> a odpovídající vlastní vektor <math>\mathbf{u}</math>, pak matice <math>\mathbf{A}^2</math> má vlastní číslo <math>\lambda^2</math> a jemu odpovídající vlastní vektor je <math>\mathbf{u}</math>.
* Je-li vlastním číslem reálné matice <math>\mathbf{A}</math> [[komplexní číslo]] <math>z</math>, pak je také komplexně sdružené číslo <math>\overline z</math> vlastním číslem matice <math>\mathbf{A}</math>.
* Je-li [[Operátor#Lineární operátor|lineární operátor]] <math>\hat A</math> [[hermitovský operátor|hermitovský]], jsou všechna vlastní čísla [[reálné číslo|reálná]].
 
== Spektrum operátoru ==
Řádek 104:
Množina všech vlastních čísel tvoří část spektra operátoru. Tato část se nazývá '''bodové (diskrétní) spektrum'''. Dalšími částmi spektra mohou být spojité spektrum a reziduální spektrum.{{Fakt/dne|20130527222948}}
 
Nechť <math>\hat A</math> je [[lineární operátor]].
 
Pokud ke každému vlastnímu číslu <math>A_n</math> přísluší právě jedna vlastní funkce <math>u_n</math>, pak říkáme, že operátor má ''prosté (nedegenerované) spektrum''.
Řádek 120:
* [[Soustava lineárních rovnic]]
* [[Spektrum matice]]
 
{{Autoritní data}}
 
{{Portály|Matematika}}
 
[[Kategorie:Lineární algebra]]