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在数学上,特别是线性代数中,对于一个给定的线性变换A,它的特征矢量(eigenvector,也译固有矢量或本征矢量)v 经过这个线性变换之后,得到的新矢量仍然与原来的v 保持在同一条直线上,但其长度或方向也许会改变。即
Av=lambda v,
lambda为纯量,即特征矢量的长度在该线性变换下缩放的比例,称lambda 为其特征值(本征值)。如果特征值为正,则表示v 在经过线性变换的作用后方向也不变;如果特征值为负,说明方向会反转;如果特征值为0,则是表示缩回零点。但无论怎样,仍在同一条直线上。图1给出了一个以著名油画《蒙娜丽莎》为题材的例子。在一定条件下(如其矩阵形式为实对称矩阵的线性变换),一个变换可以由其特征值和特征矢量完全表述,也就是说:所有的特征矢量组成了这矢量空间的一组基底。一个特征空间(eigenspace)是具有相同特征值的特征矢量与一个同维数的零矢量的集合,可以证明该集合是一个线性子空间,比如textstyle E_lambda={uin Vmid Au=lambda u} 即为线性变换A 中以lambda 为特征值的特征空间。
这些概念在纯数学和应用数学的众多领域中都有重要的应用。在线性代数和泛函分析之外,甚至在一些非线性的情况下,这些概念都是十分重要的。
「特征」一词译自德语的eigen,由希尔伯特在1904年首先在这个意义下使用(赫尔曼·冯·亥姆霍兹在更早的时候也在类似意义下使用过这一概念)。eigen一词可翻译为“自身的”,“特定于…的”,“有特征的”或者“个体的”—这强调了特征值对于定义特定的变换上是很重要的。
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