# Vlastní čísla, vlastní vektory, zobecněné vlastní vektory matice ## Vlastní čísla - $A$ - matice A - $\vec{u}$ - vlastní vektor matice A - $\lambda$ - vlastní číslo matice A $A \cdot \vec{u} = \lambda \cdot \vec{u}$ - $\vec{u} \in U \smallsetminus \{\vec{o}\}$ (u nulového vektoru by to platilo vždy) - úpravou získáme $(\lambda I-A) \cdot \vec{u} = \vec{o}$ ## Vlastní čísla **Získání**: 1. Vypočítáme determinant matice $\det{(\lambda I - A)}$ -> výsledkem je **charakteristický polynom** 2. V průběhu si zkusíme vytknout něco s lambdou, např. $(\lambda-5)$ 3. Získáme kořeny polynomu (vlastní čísla) a výsledek zapíšeme ve tvaru $(\lambda-5)(\lambda+2)^2$ - $(\lambda_{1} = 5, \lambda_{2,3} = -2)$ Při změně báze se vlastní čísla ani vlastní vektory nemění. Vektory jsou sice stejné, ale v jiné bázi. ### Spektrum matice - soubor všech vlastních čísel - značí se $Sp(A)$ - např.: $Sp(A) = \{3^2; -1\}$ ## vlastní vektory - bázové prvky jádra lineárního zobrazení s maticí $A - \lambda I$ pro konkrétní vlastní číslo **Získání**: 1. Dosadíme vlastní číslo za lambdu 2. Vypočítáme GJEM z matice s dosazenou lambdou 3. Pomocí $n-hod(\lambda I-A)$ zjistíme počet dosazovaných LN vektorů 4. Do vlastního vektoru odzadu dosadíme LN vektory (pokud jen 1, dosadíme nenulové číslo) - běžně např. $(x, 1, 0)$ a $(x, 0, 1)$ 5. Dopočítáme pomocí rovnic v matici zbytek souřadnic např.: $h_{1} = [2, -1, 1]^T$ Vlastním vektorem $h_{1} = [2, -1, 1]$ se myslí $t\cdot [2, -1, 1], t\in R$ ## zobecněné vlastní vektory matice - Pokud nám chybí některé $h_{i}$ (máme vícenásobné vl. číslo ale $n-hod(\lambda I-A)$ vyjde menší), je možné $h_3$ dopočítat opakováním postupu pro $(\lambda I-A) = -h_{2}$, kde $-h2$ bude v pravém sloupci. - nechť A je čtvercová matice řádu n - nechť $\lambda$ je vlastní číslo matice $A$ - uspořádaná k-tice vektorů $\vec u_1, \vec u_2, ... , \vec u_k$ se nazývá řetězec zobecněných vlastních vektorů pokud: - $(\lambda I - A)u_k = u_{k-1}$