如何用R软件或excel来求矩阵的特征值和特征向量丫,跪求大神~

Python019

如何用R软件或excel来求矩阵的特征值和特征向量丫,跪求大神~,第1张

用Excel求解矩阵特征值与特征向量,可以按以下方法办理:

1、求矩阵的特征值和特征向量是一个既基础又重要的数值计算问题。通常我们可以用编写高级语言程序的方法加以解决,也可以使用专门的数学软件(如MATLAB等)来实现。本文给出的用Excel实现求矩阵的特征值和特征向量的方法,既不需要设计程序,也不需要专门的数学软件,只须在Excel中进行简单操作,就可以快速、直观地得到实矩阵的特征值和特征向量,且计算结果具有较高的精度。

2、在Excel中利用数组公式和数组常量建立并命名矩阵:

在Excel中,可以在一个单元格区域内通过逐个输入矩阵的各个元素来建立矩阵,还可以使用数组公式和数组常量更加方便地建立矩阵[1]。例如,可以通过下列操作建立矩阵:

(1) 在Excel的工作表Sheet1中,选择单元格区域A1:D4;

(2) 输入公式:={2,-1,0,0-1,2,-1,00,-1,2,-10,0,-1,2}(顺便指出:在Excel的数组公式中,将矩阵元素用大括号{}括起来称为数组常量,其中不同列的元素用逗号隔开,不同行的元素用分号隔开;

(3) 按Ctrl+Shift+Enter键,结束数组公式的输入,形成矩阵。

建立了矩阵之后,在Excel的数组公式中,就可以用矩阵所在的单元格区域A1:D4表示该矩阵;但若将该矩阵命名为A显然更便于使用,也便于理解公式的含义,方法如下:

选择该矩阵所在的单元格区域A1:D4;单击编辑栏左端的“名称”框,输入A,按回车键确认。此后,在当前工作薄的所有工作表中,就可以使用名称A在数组公式中代表该矩阵。尤其需要指出的是:通过对矩阵命名,不仅能方便地实现跨工作表引用单元格区域,而且更重要的是:在复制公式时,Excel将名称(如A)按常量对待,所以更便于矩阵的运算和使用。类似地,我们还可以在单元格区域F1:I4中通过输入数组公式:{={1,0,0,00,1,0,00,0,1,00,0,0,1}}建立4阶单位矩阵,并命名为I。

3、利用Excel求矩阵的特征值:

由于矩阵A的特征值λ就是特征方程det(A-λI)的根,因此可以利用Excel工具菜单中的“单变量求解”命令求矩阵的特征值。

例如,上述矩阵A在0.4附近的特征值的求解方法如下:

(1) 在A6单元格中输入值0.4;

(2) 在B6单元格中输入公式:=MDETERM(A-A6*I)=0,其中MDETERM为Excel提供的求矩阵行列式的函数;

(3) 按Ctrl+Shift+Enter键,形成数组公式:{=MDETERM(A-A6*I)},于是B6单元格中的值0.1264即为特征多项式在 的值;

(4) 单击“工具”菜单中的“单变量求解”命令,打开“单变量求解”对话框;

(5) 在“目标单元格(E)”中输入或选择B6,在“目标值(V)”中输入0,在“可变单元格(C)”中输入或选择A6;

(6) 单击“确定”按钮。

此时,A6单元格中的值0.381966011就是矩阵A在0.4附近特征值的近似值(顺便指出:在Excel“选项”对话框的“重新计算”选项卡中,通过设置“迭代计算”栏还可控制计算精度)。

4、求特征值对应的特征向量:

所谓逆幂法,就是取A的特征值λi的一个近似值λ,并取非零初始向量X0,按迭代公式:(其中符号‖·‖∞代表向量的按模最大分量,即)进行迭代,当相邻两次迭代,Xk-1,Xk近似成比例时,则Xk即为矩阵A对应于特征值λi的近似特征向量。

例如,为求上例矩阵A的特征值λ=0.381966011对应的特征向量,我们取近似特征值为0.38,并取初始向量为(1,1,1,1),使用逆幂法进行迭代可以在Excel中进行如下操作:

(1) 在工作表Sheet2中,先在单元格区域A1:A4中输入1,1,1,1形成初始向量X0;

(2) 选择单元格区域B1:B4,输入公式:=MMULT(MINVERSE(A-0.38*I), A1:A4),按Ctrl+Shift+Enter键,形成数组公式计算出Y1 (注:其中MINVERSE, MMULT分别为Excel提供的计算逆矩阵和计算两个矩阵乘积的函数);

(3) 在B5单元格中输入公式:=MAX(ABS(B1:B4)),按Ctrl+Shift+Enter键,形成数组公式计算出‖Y1‖∞;

(4) 选择单元格区域C1:C4,输入公式:=B1:B4/B5,按Ctrl+Shift+Enter键,形成数组公式计算出逆幂法迭代一次后的向量X1=(0.618321,1,1,0.618321);

(5) 选择B1:C5单元格区域,向右拖动C5右下角的填充柄,即得逆幂法的迭代序列:

逆幂法迭代3次,可得A的对应于近似特征值λ=0.381966011的近似特征向量为(0.618033989,1,1,0.618033989)。若与A的相应精确特征值λ=2-2cos(π/5)=0.3819660112…和特征向量(sin(π/5)/sin(2π/5),1,1,sin(π/5)/sin(2π/5))=(0.6180339887…,1,1,0.6180339887…)相比较,显然已具有较高的精度。

如果您没有写错的话,这是一款 日本产的洁肤化妆品。

可以读成:[detˈklɪə(r)]

如果您多加了个 t,并且把ear 的顺序调整一下,那么这个英语单词就有了意义:declare

读音:英 [dɪ'kleə] 美 [dɪ'klɛr]

意思:

vt. 宣布,声明;断言,宣称

vi. 声明,宣布