计算矩阵特征值时Python结果与手算不符,求排查错误原因
错误分析与正确推导
你的手动计算核心错误是特征多项式的行列式展开写错了:
- 矩阵A的右下角元素是5,因此特征多项式应该是 $(1-λ)(5-λ) - 2×4 = 0$,但你误将右下角的5写成了4,变成了 $(1-λ)(4-λ)-2×4=0$,这直接导致后续方程和特征值全部错误。
正确的手动推导步骤:
- 特征值满足行列式 $det(A - λI) = 0$,代入矩阵A得到:
|1-λ 2 | |4 5-λ | = 0 - 展开行列式:
$(1-λ)(5-λ) - (2×4) = 0$ - 化简得到二次方程:
$λ² -6λ -3 = 0$ - 用求根公式求解:
$λ = \frac{6 ± \sqrt{6² - 4×1×(-3)}}{2×1} = 3 ± 2\sqrt{3}$
计算数值结果为 $≈6.4641$ 和 $≈-0.4641$,和Python代码的输出完全一致。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Tyrone_Slothrop
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