Matrix Eigenvectors 15Ac19
1. Verilmiş məsələ: $A=\begin{pmatrix} 2 & 4 \\ -1 & -3 \end{pmatrix}$ matrisi üçün məxsusi vektorları tapmaq.
2. Məxsusi vektor tapmaq üçün əvvəlcə məxsusi ədədləri (eigenvalues) tapmalıyıq. Məxsusi ədədlər $\lambda$ üçün tənlik:
$$\det(A - \lambda I) = 0$$
Burada $I$ 2x2 vahid matrisidir.
3. $A - \lambda I = \begin{pmatrix} 2-\lambda & 4 \\ -1 & -3-\lambda \end{pmatrix}$
4. Determinantı hesablayaq:
$$\det(A - \lambda I) = (2-\lambda)(-3-\lambda) - (-1)(4) = 0$$
5. Sadələşdirək:
$$(2-\lambda)(-3-\lambda) + 4 = 0$$
$$-(6 + 2\lambda - 3\lambda - \lambda^2) + 4 = 0$$
$$-6 - 2\lambda + 3\lambda + \lambda^2 + 4 = 0$$
$$\lambda^2 + \lambda - 2 = 0$$
6. Kvadrat tənliyi həll edək:
$$\lambda = \frac{-1 \pm \sqrt{1^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2)}}{2 \cdot 1} = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{-1 \pm 3}{2}$$
7. Məxsusi ədədlər:
$$\lambda_1 = 1, \quad \lambda_2 = -2$$
8. Hər bir $\lambda$ üçün məxsusi vektor $v$ tapmaq üçün:
$$(A - \lambda I)v = 0$$
9. $\lambda_1 = 1$ üçün:
$$\begin{pmatrix} 2-1 & 4 \\ -1 & -3-1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \end{pmatrix}$$
$$\begin{pmatrix} 1 & 4 \\ -1 & -4 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = 0$$
10. Tənliklər:
$$1 \cdot x + 4 \cdot y = 0 \Rightarrow x = -4y$$
$$-1 \cdot x - 4 \cdot y = 0$$ (ikinci tənlik birincinin əksidir)
11. Məxsusi vektor:
$$v_1 = \begin{pmatrix} -4 \\ 1 \end{pmatrix}$$ (istənilən $y \neq 0$ üçün)
12. $\lambda_2 = -2$ üçün:
$$\begin{pmatrix} 2+2 & 4 \\ -1 & -3+2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = 0$$
$$\begin{pmatrix} 4 & 4 \\ -1 & -1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = 0$$
13. Tənliklər:
$$4x + 4y = 0 \Rightarrow x = -y$$
$$-x - y = 0$$ (ikinci tənlik birincinin əksidir)
14. Məxsusi vektor:
$$v_2 = \begin{pmatrix} -1 \\ 1 \end{pmatrix}$$ (istənilən $y \neq 0$ üçün)
Nəticə: Məxsusi vektorlar $v_1 = \begin{pmatrix} -4 \\ 1 \end{pmatrix}$ və $v_2 = \begin{pmatrix} -1 \\ 1 \end{pmatrix}$-dir.