Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рд░реИрдЦрд┐рдХ рдмреАрдЬрдЧрдгрд┐рдд рдХреА рдмреБрдирд┐рдпрд╛рджреА рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдПрдБ рд╣реИрдВ рдЬрд┐рдирдХреЗ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдФрд░ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рджреВрд░рдЧрд╛рдореА рдирд┐рд╣рд┐рддрд╛рд░реНрде рд╣реИрдВред рдпреЗ рдЧрдгрд┐рддреАрдп рдЗрдХрд╛рдЗрдпрд╛рдБ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдгреЛрдВ рдХреЗ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдХреЛ рд╕рдордЭрдиреЗ рдореЗрдВ рдЙрдкрдпреЛрдЧреА рдЕрдВрддрд░реНрджреГрд╖реНрдЯрд┐ рджреЗрддреА рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рд╣рдо рдбреЗрдЯрд╛ рдХреА рдЕрдВрддрд░реНрдирд┐рд╣рд┐рдд рд╕рдВрд░рдЪрдирд╛ рд╕рдордЭ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдмрд╣реБрдд рдЕрдзрд┐рдХ рдлреАрдЪрд░реНрд╕ рд╡рд╛рд▓реЗ рдЬрдЯрд┐рд▓ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯреНрд╕ рдХреЛ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╡рд╛рдВрдЫрд┐рдд рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдкрд╛рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЙрдирдХреЗ рдкреНрд░рд╕рдВрд╕реНрдХрд░рдг рдХреЛ рд╕рдВрднрд╡ рдмрдирд╛ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
рдпрджрд┐ рдпрд╣ рдЖрдкрдХреЛ dimensionality reduction рдЬреИрд╕рд╛ рд▓рдЧрддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рдЖрдк рд╕рд╣реА рд╣реИрдВред Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХрдИ dimensionality reduction рддрдХрдиреАрдХреЛрдВ рдХреЗ рдкреАрдЫреЗ рдХрд╛рдо рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ principal component analysis (PCA)ред рдпреЗ spectral clustering рдХреЗ рд▓рд┐рдП рднреА рдЖрдзрд╛рд░ рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рдореЗрдВ рд╢реБрд░реБрдЖрддреА рдЪрд░рдг рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ dimensionality reduction рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред
Eigen рдХреА рджреБрдирд┐рдпрд╛ рдХреА рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛ рдХреЛ рдкрдХрдбрд╝рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП, рдЖрдкрдХреЛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рдмреАрдЬрдЧрдгрд┐рдд рдХреЗ рдкреВрд░реНрд╡ рдЬреНрдЮрд╛рдитАФрдореБрдЦреНрдпрддрдГ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдФрд░ рд╕реНрдХреЗрд▓рд░, рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг, рдФрд░ determinantsтАФрдХреА рдЕрдЪреНрдЫреА рд╕рдордЭ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдпрджрд┐ рдЖрдк рдЗрди рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдУрдВ рдореЗрдВ рдирдП рд╣реИрдВ, рддреЛ рдЖрдк рд╣рдорд╛рд░рд╛ hands-on Linear Algebra for Data Science in R рдХреЛрд░реНрд╕ рд▓реЗ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдпрд╛ рдЕрдЧрд░ рдЖрдк Python рдЙрдкрдпреЛрдЧрдХрд░реНрддрд╛ рд╣реИрдВ, рддреЛ рдпрд╣ SciPy рдЯреНрдпреВрдЯреЛрд░рд┐рдпрд▓ on vectors and arrays рджреЗрдЦ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ?
рдЖрдЗрдП рдЗрд╕ рддрдереНрдп рд╕реЗ рд╢реБрд░реВ рдХрд░реЗрдВ рдХрд┐ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдореЗрдВ тАЬeigenтАЭ рдХрд╛ рд╣рд┐рд╕реНрд╕рд╛ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡ рдореЗрдВ рдПрдХ рдЕрд░реНрде рд░рдЦрддрд╛ рд╣реИ; рдпрд╣ рдХрд┐рд╕реА рдЖрд╡рд┐рд╖реНрдХрд╛рд░рдХ рдХрд╛ рдирд╛рдо рдирд╣реАрдВ рд╣реИред Eigen рдПрдХ рдЬрд░реНрдорди рд╢рдмреНрдж рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕реЗ рдЗрд╕ рд╕рдВрджрд░реНрдн рдореЗрдВ рдореЛрдЯреЗ рддреМрд░ рдкрд░ тАЬрд╡рд┐рд╢реЗрд╖рддрд╛тАЭ рдпрд╛ тАЬрдЖрдВрддрд░рд┐рдХтАЭ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдЕрдиреБрд╡рд╛рджрд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред
рдЕрдм рдХрд▓реНрдкрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ рдХрд┐ рд╣рдо рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреЗ рдПрдХ рд╕рдореВрд╣ рдкрд░ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ, shearing рдпрд╛ rotation рдЬреИрд╕реЗ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд▓рд╛рдЧреВ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред рдХреБрдЫ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдЕрдкрдиреА рджрд┐рд╢рд╛ рдмрджрд▓рддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдХреБрдЫ рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓рддреЗред рдЬреЛ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдЕрдкрдиреА рджрд┐рд╢рд╛ рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓рддреЗ (рдпрд╛ рдареАрдХ рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рджрд┐рд╢рд╛ рдореЗрдВ рдШреВрдо рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВ) рдЙрдиреНрд╣реЗрдВ рд╣рдо eigenvectors рдХрд╣рддреЗ рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡реЗ рд╣реБрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг (рдпрд╛ рдЬрд┐рд╕ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХрд╛ рд╡реЗ рд╡рд░реНрдгрди рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ) рдХреЗ тАЬрд╡рд┐рд╢реЗрд╖рддрд╛тАЭ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдмрди рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВред рдЬрд┐рддрдиреА рдорд╛рддреНрд░рд╛ (magnitude) рд╕реЗ рд╡реЗ рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдП, рд╡рд╣реА eigenvalue рд╣реЛрддреА рд╣реИред рдпрд╛рдиреА, eigenvalue рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХрд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рд╣реИред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреЛ рд╕рдордЭрдирд╛
рдЗрди рджреЛрдиреЛрдВ рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдУрдВ рдХреЛ рдмреЗрд╣рддрд░ рд╕рдордЭрдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП, рдкрд╣рд▓реЗ рдПрдХ рдЬреНрдпрд╛рдорд┐рддреАрдп рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рджреЗрдЦреЗрдВ рдФрд░ рдлрд┐рд░ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдореЗрдВ рдЗрдирдХреЗ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреА рдУрд░ рдмрдврд╝реЗрдВред
рдЬреНрдпрд╛рдорд┐рддреАрдп рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛
рдПрдХ рджреНрд╡рд┐-рдЖрдпрд╛рдореА рд╕реНрдерд╛рди рдХреА рдХрд▓реНрдкрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ, рдЬрд┐рд╕рдореЗрдВ рд╣рдорд╛рд░реЗ рдкрд╛рд╕ рддреАрди рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рд╣реИрдВтАФрдиреАрд▓рд╛ рдЬреЛ x-рдЕрдХреНрд╖ рдкрд░ рд╣реИ, рд▓рд╛рд▓ рдЬреЛ y-рдЕрдХреНрд╖ рдкрд░ рд╣реИ, рдФрд░ рд╣рд░рд╛ рдЬреЛ рджреЛрдиреЛрдВ рдХреЗ рдмреАрдЪ рддрд┐рд░рдЫрд╛ рд╣реИред рдЕрдм, рд╣рдо y-рдЕрдХреНрд╖ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдлреИрдХреНрдЯрд░ 2 рдХреА рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд▓рд╛рдЧреВ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рдиреАрдЪреЗ рдХреА рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИред

рдЦреАрдВрдЪрд╛рд╡ рд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ

рдЦреАрдВрдЪрд╛рд╡ рдХреЗ рдмрд╛рдж рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рджрд┐рд╢рд╛ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХреНрдпрд╛ рд╣реБрдЖ? рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреА рджрд┐рд╢рд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓реА, рдЬрдмрдХрд┐ рд╣рд░реЗ рдХреА рдмрджрд▓ рдЧрдИ, рд╣реИ рди? рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рдЗрд╕ рддрд░рд╣ рдХреЗ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ eigenvectors рдХрд╣рд▓рд╛рддреЗ рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡реЗ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рд╡рд┐рд╢рд┐рд╖реНрдЯ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдмрди рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВред
рдКрдкрд░ рдХреА рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдХреЛ рдлрд┐рд░ рд╕реЗ рджреЗрдЦреЗрдВ рдФрд░ рджреЗрдЦреЗрдВ рдХрд┐ eigenvectors (рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ) рдХреА magnitude рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХреНрдпрд╛ рд╣реБрдЖред рдиреАрд▓реЗ eigenvector рдХреА magnitude рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓реА, рдЬрдмрдХрд┐ рд▓рд╛рд▓ рдХреА рджреЛрдЧреБрдиреА рд╣реЛ рдЧрдИтАФрдпрд╛ рдХрд╣реЗрдВ рдХрд┐ рд╡рд╣ рдлреИрдХреНрдЯрд░ 2 рд╕реЗ рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдЖред рдЬрд┐рд╕ рдорд╛рддреНрд░рд╛ рд╕реЗ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ eigenvector рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдЖ, рд╡рд╣реА eigenvalue рд╣реИред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рдпрд╣рд╛рдБ рдиреАрд▓реЗ eigenvector рдХреА eigenvalue 1 рд╣реИ (рдЗрд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╕реЛрдЪреЗрдВ), рдЬрдмрдХрд┐ рд▓рд╛рд▓ рдХреА eigenvalue 2 рд╣реИ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдЙрд╕рдХреА magnitude рджреЛрдЧреБрдиреА рд╣реЛ рдЧрдИред
Eigenvalues рдХреЗ рдЧреБрдг
рдиреАрдЪреЗ рджреА рдЧрдИ рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдП рдЧрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдкрд░ рд╡рд┐рдЪрд╛рд░ рдХрд░реЗрдВ, рдФрд░ рд╕рдмрд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рдЗрд╕ рдорд╛рдорд▓реЗ рдореЗрдВ eigenvectors рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ, рдпрд╣ рд╕реЛрдЪреЗрдВред рдпрджрд┐ рдЖрдкрдиреЗ рдХрд╣рд╛ рдХрд┐ рдпреЗ рддреАрдиреЛрдВ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░тАФрд▓рд╛рд▓, рд╣рд░рд╛ рдФрд░ рдкреАрд▓рд╛тАФрд╣реИрдВ, рддреЛ рдЖрдк рд╕рд╣реА рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рдмрд╛рдж рдпреЗ рд╕рднреА рдареАрдХ рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рджрд┐рд╢рд╛ рдореЗрдВ рд╕рдВрдХреЗрдд рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред рд╣рдо рджреЗрдЦрддреЗ рд╣реИрдВ рдХрд┐ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рдХрд╛ рдЪрд┐рд╣реНрди (eigenvalue) рд╣рдореЗрдВ рд╣реБрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рдмрд╛рд░реЗ рдореЗрдВ рдЕрддрд┐рд░рд┐рдХреНрдд рдЬрд╛рдирдХрд╛рд░реА рджреЗ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рд╕рдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ eigenvalue рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░рддреА рд╣реИ рдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ рдШреВрд░реНрдгрди рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рдирд╣реАрдВ рдерд╛, рдЬрдмрдХрд┐ рдирдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ eigenvalue рдмрддрд╛рддреА рд╣реИ рдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ eigenvector рдХрд╛ рдЕрдкрдиреЗ рдЙрджреНрдЧрдо рдХреЗ рдЪрд╛рд░реЛрдВ рдУрд░ рдШреВрд░реНрдгрди рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рдерд╛ред

рдШреВрд░реНрдгрди рд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ

рдШреВрд░реНрдгрди рдХреЗ рдмрд╛рдж рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рдЕрдм, рдЗрди eigenvectors рдореЗрдВ рд╕реЗ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдХреА eigenvalue рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ? рдЪреВрдВрдХрд┐ рдЙрдирдХреА magnitude рд╕рдорд╛рди рд░рд╣реА, рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ eigenvalue 1 рд╣реИ, рдкрд░рдВрддреБ рд╕рд╛рде рд╣реА рд╡реЗ рдШреВрдореЗ рднреА рд╣реИрдВ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП 1 рдХрд╛ рдЪрд┐рд╣реНрди рдирдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдЕрддрдГ, рдЗрд╕ рдорд╛рдорд▓реЗ рдореЗрдВ eigenvalue -1 рд╣реИред
рд╣рдорд╛рд░реЗ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдореЗрдВ eigenvalues рд╕рд░рд▓ рд╣реИрдВ (рд╡реЗ рд╕рднреА 1 рд╣реИрдВ), рд▓реЗрдХрд┐рди eigenvalues рдХреЛрдИ рднреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВтАФрдЬреИрд╕реЗ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ 1 рдФрд░ 2, рдпрд╛ рдкрд░рд┐рдореЗрдп рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рдЬреИрд╕реЗ 1тБД2 рдФрд░ 0.75ред рд╡реЗ рдЕрдкрд░рд┐рдореЗрдп рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ ╧А рдХрд╛ рдорд╛рдиред Eigenvalues рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ a + bi, рдЬрд╣рд╛рдБ тАЬaтАЭ рдФрд░ тАЬbтАЭ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рд╣реИрдВ рдФрд░ тАЬiтАЭ рдХрд╛рд▓реНрдкрдирд┐рдХ рдЗрдХрд╛рдИ рд╣реИ, рдЬреИрд╕реЗ -1 рдХрд╛ рд╡рд░реНрдЧрдореВрд▓ред рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ eigenvalues рднреА рдпрд╣ рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ рдХрд┐ рдХрд┐рд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХрд╛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╣реБрдЖтАФрдХреНрдпрд╛ рд╡рд╣ рдШреВрд░реНрдгрди рдерд╛ рдпрд╛ рдЕрдзрд┐рдХ рдЬрдЯрд┐рд▓, рдЬреИрд╕реЗ рджреЛрд▓рдиред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреИрд╕реЗ рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ
рд╣рд╛рд▓рд╛рдБрдХрд┐ R рдХреЗ base рдкреИрдХреЗрдЬ рдФрд░ Python рдХреА SciPy рддрдерд╛ NumPy рдЬреИрд╕реА рд▓рд╛рдЗрдмреНрд░реЗрд░реАрдЬрд╝ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЖрд╕рд╛рдиреА рд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓ рджреЗрддреА рд╣реИрдВ, рд▓реЗрдХрд┐рди рдЗрдирдХреЗ рдкреАрдЫреЗ рдХреА рд╕рдореАрдХрд░рдгреЛрдВ рдХреЛ рд╕рдордЭрдирд╛ рдЕрддреНрдпрдВрдд рдореВрд▓реНрдпрд╡рд╛рди рд╣реИред рдЗрд╕ рдЦрдВрдб рдореЗрдВ, рд╣рдо characteristic equation рдХреА рд╕рдореАрдХреНрд╖рд╛ рдХрд░реЗрдВрдЧреЗ, рдЬреЛ рдХрд┐рд╕реА рд╕рд░рд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЪрд░рдг-рджрд░-рдЪрд░рдг eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓рддреА рд╣реИред рдЗрд╕рдХреЗ рдмрд╛рдж, рд╣рдо рдмрдбрд╝реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ (рдЕрд░реНрдерд╛рдд рдмрдбрд╝реЗ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯреНрд╕) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЕрдиреНрдп рдЧрдгрдирд╛рддреНрдордХ рд╡рд┐рдзрд┐рдпреЛрдВ рдХрд╛ рдЙрд▓реНрд▓реЗрдЦ рдХрд░реЗрдВрдЧреЗред
Characteristic equation
рд╣рдо characteristic equation рдХреА рдорджрдж рд╕реЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред рдЗрд╕ рдкрджреНрдзрддрд┐ рдореЗрдВ рдкрд╣рд▓реЗ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓реА рдЬрд╛рддреА рд╣реИрдВ, рдлрд┐рд░ рдЙрд╕реА eigenvalue рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рдХреЗ рд╕рдВрдмрджреНрдз eigenvector рдХреЛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд╕рдореАрдХрд░рдгреЛрдВ рдХреА рдкреНрд░рдгрд╛рд▓реА рд╣рд▓ рдХрд░рдХреЗ рдкрд╛рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред┬а
рдЪрд░рдг 1: рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╕рдореАрдХрд░рдг рд╕реЗ рд╢реБрд░реВ рдХрд░реЗрдВ
рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рдФрд░ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ ЁЭСг рдХреЗ рд▓рд┐рдП eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреА рдмреБрдирд┐рдпрд╛рджреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рд╣реИ:

рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдЬрдм рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ ЁЭСг рдкрд░ рдХреНрд░рд┐рдпрд╛ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо ЁЭСг рдХрд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реБрдЖ рд░реВрдк рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдпрд╣рд╛рдБ:
- ЁЭР┤ рдПрдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд╣реИ (рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдУрдВ рдХреА рд╡рд░реНрдЧрд╛рдХрд╛рд░ рдЧреНрд░рд┐рдб)ред
- ЁЭСг eigenvector рд╣реИ
- ╬╗ (lambda) eigenvalue рд╣реИред
рдзреНрдпрд╛рди рд░рдЦреЗрдВ рдХрд┐ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рджреЛрдиреЛрдВ ╬╗ (eigenvalue) рдФрд░ ЁЭСг (eigenvector) рдХреЛ рдЦреЛрдЬрдирд╛ рд╣реИред
рдЪрд░рдг 2: рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рдкреБрдирд░реНрд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд┐рдд рдХрд░реЗрдВ
рдЕрдкрдиреЗ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рдореЗрдВ ╬╗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░рдирд╛ рд╣реЛрдЧрд╛ред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рд╣рдо рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рдкреБрдирд░реНрд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд┐рдд рдХрд░реЗрдВрдЧреЗтАФрджрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЛ рдЙрд▓реНрдЯреЗ рдЪрд┐рд╣реНрди рдХреЗ рд╕рд╛рде рдмрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдореЗрдВ рд▓реЗ рдЬрд╛рдХрд░тАФрддрд╛рдХрд┐ рдХрд╛рдо рдХрд░рдирд╛ рдЖрд╕рд╛рди рд╣реЛ:

рдЕрдм рд╣рдо ЁЭСг рдХреЛ factor out рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдкрд░ рдЪреВрдВрдХрд┐ ЁЭР┤ рдПрдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд╣реИ рдФрд░ ЁЭСг рдПрдХ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╣рдореЗрдВ ЁЭСг рдХреЛ identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕, рдЬрд┐рд╕реЗ I рд╕реЗ рдирд┐рд░реВрдкрд┐рдд рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░рдирд╛ рд╣реЛрдЧрд╛ред Identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдПрдХ рд╡рд░реНрдЧрд╛рдХрд╛рд░ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ (рдЖрдХрд╛рд░ n├Чn) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕рдХреА рд╡рд┐рдХрд░реНрдг рдкрд░ 1 рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рдЕрдиреНрдпрддреНрд░ 0ред рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдЧреБрдгрд╛ рдХреЗ рдЧреБрдгреЛрдВ рдХреЗ рдХрд╛рд░рдг, identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ 1 рдЬреИрд╕рд╛ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдХреЗ рд▓рд┐рдП, 3├Ч3 рдЖрдХрд╛рд░ рдХрд╛ рдпрд╣ identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рджреЗрдЦреЗрдВ:

рдлрд┐рд░ рдЕрдкрдиреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рд▓реМрдЯрддреЗ рд╣реБрдП, рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭСг рдХреЛ factor out рдХрд░реЗрдВ рдФрд░ рдЙрд╕реЗ I рд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░реЗрдВ, рддреЛ рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо рд╣реЛрдЧрд╛:

рдЪрд░рдг 3: Determinant рд╕реЗрдЯ рдХрд░реЗрдВ
рдЬрд┐рд╕ рд╕рдореАрдХрд░рдг рддрдХ рд╣рдо рдкрд╣реБрдБрдЪреЗ рд╣реИрдВ, рдЙрд╕реЗ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╛ рддреЛ eigenvector ЁЭСг рд╢реВрдиреНрдп рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдП, рдпрд╛ рдлрд┐рд░ eigenvector ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛрдЧрд╛ред рдФрд░ рдЕрдм рдпрд╣ рдмрддрд╛рдиреЗ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреБрдХреНрдд рд╕рдордп рд╣реИ рдХрд┐ eigenvectors рд╢реВрдиреНрдп рдирд╣реАрдВ рд╣реЛ рд╕рдХрддреЗред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рд╢реВрдиреНрдп рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдкрд░ рдЪреВрдВрдХрд┐ lambda рдЕрдЬреНрдЮрд╛рдд рд╣реИ, рд╣рдо рдмрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЛ рджрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рдХрд╛ determinant рд▓реЗрдВред рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╣рдо рдирд┐рдореНрди рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рдкрд╣реБрдБрдЪрддреЗ рд╣реИрдВ:

рдпрд╣реАрдВ рд╣рдо characteristic equation рддрдХ рдкрд╣реБрдБрдЪрддреЗ рд╣реИрдВред рдЗрд╕ рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреЗ рд╕реЗ рд╣рдореЗрдВ eigenvalues ╬╗ рдФрд░ eigenvector ЁЭСг рджреЛрдиреЛрдВ рдорд┐рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рдЕрдЧрд▓реЗ рдЪрд░рдгреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИред
рдЪрд░рдг 4: Eigenvalues рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░реЗрдВ
рдорд╛рди рд▓реЗрдВ рдХрд┐ рд╣рдорд╛рд░реЗ рдкрд╛рд╕ рдирд┐рдореНрди рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рд╣реИ:

Characteristic equation рдореЗрдВ ЁЭР┤ рдХреЛ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд╕реЗ рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдкрд░, рд╕рдореАрдХрд░рдг рдмрдирддрд╛ рд╣реИ:

рдФрд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП:

рдФрд░ рдПрдХ рдмрд╛рд░ рдлрд┐рд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП:

рдЗрд╕ рдЕрдзрд┐рдХ рд╕рд░рд▓ рд░реВрдк рд╕реЗ, рд╣рдо рдХреЗрд╡рд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рдорд╛рди рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░рдХреЗ eigenvalues ╬╗ рдХреЗ рдорд╛рди рдирд┐рдХрд╛рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
рдЪрд░рдг 5: Eigenvectors ЁЭСг рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░реЗрдВ
Eigenvalues ╬╗ рдорд┐рд▓рдиреЗ рдХреЗ рдмрд╛рдж рдЕрдм eigenvectors ЁЭСг рдирд┐рдХрд╛рд▓рдиреЗ рд╣реИрдВред рд╣рдо рдЗрд╕ рдкреВрд░реНрд╡ рд░реВрдк рдХреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рд▓реМрдЯрдХрд░ рдпрд╣ рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ:

рдЕрдм рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭР┤, ╬╗, рдФрд░ I рдХреЛ рдЙрдирдХреЗ рдорд╛рдиреЛрдВ рд╕реЗ рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░реЗрдВ, рддреЛ eigenvector ЁЭСг рдХрд╛ рдорд╛рди рд╕рд░рд▓рддрд╛ рд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓рд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред
рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рдЧрдгрдирд╛ рд╡рд┐рдзрд┐рдпрд╛рдБ
рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рд╣рдордиреЗ рджреЗрдЦрд╛, eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреА рдЧрдгрдирд╛ рдХреА рдЬрдЯрд┐рд▓рддрд╛ рдХрд╛рдлреА рд╣рдж рддрдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рдЖрдХрд╛рд░ рдкрд░ рдирд┐рд░реНрднрд░ рдХрд░рддреА рд╣реИред рд╣рдорд╛рд░реЗ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдореЗрдВ рд╣рдордиреЗ рд╕рд░рд▓ 2├Ч2 ЁЭР┤ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд┐рдпрд╛ред рдкрд░рдВрддреБ рдЬрдм рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдмрд╣реБрдд рдмрдбрд╝реЗ рд╣реЛ рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВтАФрд╕реИрдХрдбрд╝реЛрдВ рдпрд╛ рд╣рдЬрд╛рд░реЛрдВ рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпрд╛рдБ рдФрд░ рд╕реНрддрдВрднтАФрддреЛ рдЗрд╕ рддрд░реАрдХреЗ рд╕реЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рд╡реНрдпрд╛рд╡рд╣рд╛рд░рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ рдирд╣реАрдВ рдирд┐рдХрд╛рд▓реЗ рдЬрд╛ рд╕рдХрддреЗред рдРрд╕реЗ рдорд╛рдорд▓реЛрдВ рдореЗрдВ рд╣рдо Python рдФрд░ R рдЬреИрд╕реА рдкреНрд░реЛрдЧреНрд░рд╛рдорд┐рдВрдЧ рднрд╛рд╖рд╛рдПрдБ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреЛ рд╕рд╛рдВрдХреЗрддрд┐рдХ (symbolic) рдХреЗ рдмрдЬрд╛рдп рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ (numerical) рдЧрдгрдирд╛ рд╡рд┐рдзрд┐рдпрд╛рдБ рдЕрдкрдирд╛рддреА рд╣реИрдВред рдХреБрдЫ рддрдХрдиреАрдХреЗрдВ рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИрдВ:
- QR Algorithm: рдпрд╣ eigenvalues рдЦреЛрдЬрдиреЗ рдХреА рдПрдХ рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдп рд╡рд┐рдзрд┐ рд╣реИред рдЗрд╕рдореЗрдВ рдХреНрд░рдорд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ factorization (QR factorizations) рдХрд┐рдП рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВ рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ eigenvalues рддрдХ рдЕрднрд┐рд╕рд░рдг рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред
- Cholesky рдпрд╛ LU Decomposition: рдХреБрдЫ рд╡рд┐рд╢реЗрд╖ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХреЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ (рдЬреИрд╕реЗ symmetric рдпрд╛ positive definite) рдХреЗ рд▓рд┐рдП Cholesky рдпрд╛ LU decomposition рдЬреИрд╕реА рд╡рд┐рд╢рд┐рд╖реНрдЯ рд╡рд┐рдзрд┐рдпрд╛рдБ рдЕрдзрд┐рдХ рдХреБрд╢рд▓рддрд╛ рд╕реЗ рдЧрдгрдирд╛ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдкреНрд░рдпреБрдХреНрдд рд╣реЛрддреА рд╣реИрдВред
- Balancing рдФрд░ Scaling: рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рд╕реНрдерд┐рд░рддрд╛ рд╕реБрдзрд╛рд░рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП, R рдФрд░ Python рдкреНрд░рд╛рдпрдГ рдЧрдгрдирд╛рдУрдВ рд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ рдХреЛ scale рдФрд░ balance рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред
рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдФрд░ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рд╡рд┐рдЪрд╛рд░рд╛рд░реНрде рдмрд┐рдВрджреБ
Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЕрдиреЗрдХ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧреЛрдВ рдореЗрдВ рдЖрд╡рд╢реНрдпрдХ рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рдирдореЗрдВ рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИрдВ:
- Image Processing: рдЗрдирдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдЪреЗрд╣рд░реЗ рдХреА рдкрд╣рдЪрд╛рди рдФрд░ image classification рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред
- Natural Language Processing (NLP): Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ topic modeling рдФрд░ word embeddings рдореЗрдВ рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред
- Recommendation Systems: collaborative рдФрд░ content-based filtering рдореЗрдВ, рдЬрд╣рд╛рдБ dimensionality reduction recommendation systems рдХреА рд╕рдЯреАрдХрддрд╛ рд╕реБрдзрд╛рд░ рд╕рдХрддреА рд╣реИред
- Spectral Clustering: Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues spectral clustering рдХреЗ рднреА рдореВрд▓ рдШрдЯрдХ рд╣реИрдВтАФрдпрд╣ рд╡рд┐рдзрд┐ рдЧреНрд░рд╛рдлрд╝ рдореЗрдВ рдХрдиреЗрдХреНрд╢рдиреЛрдВ рдХреЛ рджреЗрдЦрдХрд░ рдбреЗрдЯрд╛ рдмрд┐рдВрджреБрдУрдВ рдХреЛ рд╕рдореВрд╣рд┐рдд рдХрд░рддреА рд╣реИ, рдЬреЛ рдХреЗрд╡рд▓ рджреВрд░реА рдХреЗ рдмрдЬрд╛рдп рдбреЗрдЯрд╛ рдХреА рд╕рдВрд░рдЪрдирд╛ рдХреА рдЬрд╛рдирдХрд╛рд░реА рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддреА рд╣реИ; рдЗрд╕рдХреЗ рдХрдИ рд╡реНрдпрд╛рд╡рд╣рд╛рд░рд┐рдХ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ рдЗрдореЗрдЬ рдкреНрд░реЛрд╕реЗрд╕рд┐рдВрдЧред
- Principal Component Analysis: PCA рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рд╕рд╛рдорд╛рдиреНрдп dimensionality reduction рддрдХрдиреАрдХ рд╣реИред PCA рдореЗрдВ, рд╣рдо standardized covariance рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ eigenvectors рдирд┐рдХрд╛рд▓рддреЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рдЙрдиреНрд╣реЗрдВ eigenvalue рдХреЗ рдЕрдиреБрд╕рд╛рд░ рдХреНрд░рдордмрджреНрдз рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред┬а
рд╣рдордиреЗ рдХрд╣рд╛ рдХрд┐ eigenvalues рдХреЛрдИ рднреА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдпрд╛ рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ eigenvalue рд╢реВрдиреНрдп рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИ, рдФрд░ рдпрд╣ рднреА рдХрд┐ рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рд┐рдд рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдореЗрдВ рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvalues рд╕рдорд╛рди рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред рдЗрди рджреЛрдиреЛрдВ рдкрд░рд┐рд╕реНрдерд┐рддрд┐рдпреЛрдВ рдХреЛ eigen рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рдг рдореЗрдВ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рд╣реЛрдиреЗ рд╡рд╛рд▓реА рджреЛ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛рдПрдБ рдорд╛рдирд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдЖрдЗрдП рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдкрд░ рдирдЬрд╝рд░ рдбрд╛рд▓реЗрдВред
рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рдХреА рд╕рдорд╕реНрдпрд╛
рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╣реИ рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдЙрд╕рдХреЗ рд╕рдВрдмрджреНрдз eigenvector рдХрд╛ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╢реВрдиреНрдп рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдореЗрдВ рдкрд░рд┐рдгрдд рд╣реБрдЖ, рдЬрд┐рд╕реЗ рд╕реНрдерд╛рди рдореЗрдВ рдмрд┐рдирд╛ magnitude рд╡рд╛рд▓реЗ рдПрдХ рдмрд┐рдВрджреБ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╕рдордЭрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╡рд╣ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯ рдореЗрдВ рдХреЛрдИ variance рдирд╣реАрдВ рд╕рдордЭрд╛рддрд╛ред рдЗрд╕ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рд╕реЗ regularization рддрдХрдиреАрдХреЛрдВ, рдЬреИрд╕реЗ ridge regression (Tikhonov regularization), рдпрд╛ collinear рдлреАрдЪрд░реНрд╕ рд╣рдЯрд╛рдиреЗ (рдЕрд░реНрдерд╛рдд dimensionality reduction) рд╕реЗ рдирд┐рдкрдЯрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рд╕реНрд╡рд╛рднрд╛рд╡рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ PCA рдПрд▓реНрдЧреЛрд░рд┐рджреНрдо рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, PCA рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдирд╣реАрдВ рд╣реИ; рдмрд▓реНрдХрд┐, PCA рдПрдХ рд╕рдорд╛рдзрд╛рди рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рд╣рд╛рд▓рд╛рдБрдХрд┐, рдЕрдиреНрдп рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдПрд▓реНрдЧреЛрд░рд┐рджреНрдо рдЬрд┐рдирдореЗрдВ рд░реИрдЦрд┐рдХ рдкреНрд░рдгрд╛рд▓рд┐рдпрд╛рдБ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреА рдкрдбрд╝рддреА рд╣реИрдВтАФрдЬреИрд╕реЗ linear, ridge рдФрд░ lasso regressionтАФрдореЗрдВ рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдХрд╛ рдкрд╣рд▓реЗ рд╕реЗ рд╕рдорд╛рдзрд╛рди рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред
Degenerate eigenvalues
рдЬрдм рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvalues рдХрд╛ рдорд╛рди рд╕рдорд╛рди рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рд╡реЗ degenerate рдХрд╣рд▓рд╛рддреА рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдореЗрдВтАФрдЦрд╛рд╕рддреМрд░ рдкрд░ рд╡реНрдпрд╛рд╡рд╣рд╛рд░рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ PCA рдФрд░ spectral clustering рдореЗрдВтАФрдпрд╣ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдкреИрджрд╛ рдХрд░рддреА рд╣реИрдВред PCA рдореЗрдВ, рдпрджрд┐ рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvectors рдХреА eigenvalues рд╕рдорд╛рди рд╣реЛрдВ, рддреЛ рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдпреЗ eigenvectors рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯ рдореЗрдВ рд╕рдорд╛рди рдорд╛рддреНрд░рд╛ рдХрд╛ variance рдХреИрдкреНрдЪрд░ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдЗрд╕реАрд▓рд┐рдП k principal components рдХрд╛ рдЪрдпрди рд╕рдорд╕реНрдпрд╛рдЧреНрд░рд╕реНрдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред Spectral clustering рдореЗрдВ, рдЬрд╣рд╛рдБ similarity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреА eigenvalues рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдбреЗрдЯрд╛ рдмрд┐рдВрджреБрдУрдВ рдХреЛ рд╕рдореВрд╣рд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, degenerate eigenvalues рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ рдХрд┐ рдбреЗрдЯрд╛ рдмрд┐рдВрджреБ рдХрдИ рдЖрдпрд╛рдореЛрдВ рдореЗрдВ рд╕рдорд╛рди рд░реВрдк рд╕реЗ рд╕рдорд╛рди рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рдпрд╣ рддрдп рдХрд░рдирд╛ рдХрдард┐рди рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдХрд┐рди рдЖрдпрд╛рдореЛрдВ рдпрд╛ eigenvectors рдХреЛ рдХреНрд▓рд╕реНрдЯрд░реНрд╕ рдЕрд▓рдЧ рдХрд░рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред
Eigenvectors, Eigenvalues, рдФрд░ Eigendecomposition
Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдкрд░ рдХреЛрдИ рднреА рдЪрд░реНрдЪрд╛ eigendecomposition рдХреЗ рдмрд┐рдирд╛ рдкреВрд░реНрдг рдирд╣реАрдВ рд╣реЛрдЧреАред Eigendecomposition рдПрдХ рд╡рд░реНрдЧрд╛рдХрд╛рд░ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдХреЛ рдЙрд╕рдХреЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдореЗрдВ рд╡рд┐рдШрдЯрд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдХреА рдкреНрд░рдХреНрд░рд┐рдпрд╛ рд╣реИред рдЬрд┐рд╕реЗ рд╡рд┐рдШрдЯрд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдРрд╕реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЛ рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╡реНрдпрдХреНрдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ:

Eigendecomposition рдмрддрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдХреЛ рдЙрд╕рдХреЗ eigenvectors рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ Q, eigenvalues рдХреЗ рдПрдХ рд╡рд┐рдХрд░реНрдг рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ╬Ы, рдФрд░ eigenvectors рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рд╡реНрдпреБрддреНрдХреНрд░рдо Q-1 рдХреЗ рдЧреБрдгрдирдлрд▓ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╡реНрдпрдХреНрдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рдЗрди рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ рдХреЛ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдЧреБрдгрд╛ рдореЗрдВ рдПрдХ рд╕рд╛рде рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░рдиреЗ рдкрд░ рдореВрд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдкреБрдирд░реНрдирд┐рд░реНрдорд┐рдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред Eigendecomposition рдорд╣рддреНрд╡рдкреВрд░реНрдг рд╣реИ рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдпрд╣ рдЬрдЯрд┐рд▓ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдгреЛрдВ рдХреЛ рд╕рдордЭрдиреЗ рдФрд░ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛рдиреЗ рдХрд╛ рддрд░реАрдХрд╛ рджреЗрддрд╛ рд╣реИ, рдкреНрд░рдгрд╛рд▓реА рдХреЗ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдкрд░ рдЕрдВрддрд░реНрджреГрд╖реНрдЯрд┐ рдкреНрд░рджрд╛рди рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ рдХрдИ рдЧрдгрдирд╛рдУрдВ рдХреЛ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛рддрд╛ рд╣реИред┬а
рдирд┐рд╖реНрдХрд░реНрд╖
рдЗрд╕ рд▓реЗрдЦ рдореЗрдВ, рд╣рдордиреЗ рджреЗрдЦрд╛ рдХрд┐ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреНрдпрд╛ рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рд╡реЗ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рддрдерд╛ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рдХрд┐рддрдиреЗ рдкреНрд░рд╛рд╕рдВрдЧрд┐рдХ рд╣реИрдВред рд╣рдордиреЗ рдпрд╣ рднреА рджреЗрдЦрд╛ рдХрд┐ рдЙрдиреНрд╣реЗрдВ рдЧрдгрд┐рддреАрдп рд░реВрдк рд╕реЗ рдХреИрд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рд╕рд╛рде рд╣реА рдЙрди рддреНрд░реБрдЯрд┐рдпреЛрдВ рдкрд░ рднреА рдЪрд░реНрдЪрд╛ рдХреА рдЬреЛ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЦреЛрдЬрддреЗ рд╕рдордп рдЖ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред
рдЙрдкрд░реНрдпреБрдХреНрдд Linear Algebra in R рдХреЛрд░реНрд╕ рдФрд░ SciPy рдЯреНрдпреВрдЯреЛрд░рд┐рдпрд▓ on vectors and arrays рдХреЗ рдЕрд▓рд╛рд╡рд╛, рдпрджрд┐ рдЖрдк eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рддрдерд╛ рдЙрдирдХреЗ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧреЛрдВ рдХреЗ рдкреНрд░рддрд┐ рдЧрдВрднреАрд░ рд╣реИрдВ, рддреЛ рд╣рдорд╛рд░рд╛ Machine Learning Scientist with Python рдХрд░рд┐рдпрд░ рдЯреНрд░реИрдХ рдЖрдЬрд╝рдорд╛рдПрдБ рдФрд░ supervised рддрдерд╛ unsupervised learning рдореЗрдВ рд╡рд┐рд╢реЗрд╖рдЬреНрдЮ рдмрдиреЗрдВ, рдЬрд┐рдирдореЗрдВ, рд╕реНрд╡рд╛рднрд╛рд╡рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ, dimensionality reduction рднреА рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИред
Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рд░реИрдЦрд┐рдХ рдмреАрдЬрдЧрдгрд┐рдд рдХреА рдмреБрдирд┐рдпрд╛рджреА рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдПрдБ рд╣реИрдВ рдЬрд┐рдирдХреЗ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдФрд░ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рджреВрд░рдЧрд╛рдореА рдирд┐рд╣рд┐рддрд╛рд░реНрде рд╣реИрдВред рдпреЗ рдЧрдгрд┐рддреАрдп рдЗрдХрд╛рдЗрдпрд╛рдБ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдгреЛрдВ рдХреЗ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдХреЛ рд╕рдордЭрдиреЗ рдореЗрдВ рдЙрдкрдпреЛрдЧреА рдЕрдВрддрд░реНрджреГрд╖реНрдЯрд┐ рджреЗрддреА рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рд╣рдо рдбреЗрдЯрд╛ рдХреА рдЕрдВрддрд░реНрдирд┐рд╣рд┐рдд рд╕рдВрд░рдЪрдирд╛ рд╕рдордЭ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдмрд╣реБрдд рдЕрдзрд┐рдХ рдлреАрдЪрд░реНрд╕ рд╡рд╛рд▓реЗ рдЬрдЯрд┐рд▓ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯреНрд╕ рдХреЛ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╡рд╛рдВрдЫрд┐рдд рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдкрд╛рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЙрдирдХреЗ рдкреНрд░рд╕рдВрд╕реНрдХрд░рдг рдХреЛ рд╕рдВрднрд╡ рдмрдирд╛ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
рдпрджрд┐ рдпрд╣ рдЖрдкрдХреЛ dimensionality reduction рдЬреИрд╕рд╛ рд▓рдЧрддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рдЖрдк рд╕рд╣реА рд╣реИрдВред Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХрдИ dimensionality reduction рддрдХрдиреАрдХреЛрдВ рдХреЗ рдкреАрдЫреЗ рдХрд╛рдо рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ principal component analysis (PCA)ред рдпреЗ spectral clustering рдХреЗ рд▓рд┐рдП рднреА рдЖрдзрд╛рд░ рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рдореЗрдВ рд╢реБрд░реБрдЖрддреА рдЪрд░рдг рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ dimensionality reduction рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред
Eigen рдХреА рджреБрдирд┐рдпрд╛ рдХреА рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛ рдХреЛ рдкрдХрдбрд╝рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП, рдЖрдкрдХреЛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рдмреАрдЬрдЧрдгрд┐рдд рдХреЗ рдкреВрд░реНрд╡ рдЬреНрдЮрд╛рдитАФрдореБрдЦреНрдпрддрдГ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдФрд░ рд╕реНрдХреЗрд▓рд░, рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг, рдФрд░ determinantsтАФрдХреА рдЕрдЪреНрдЫреА рд╕рдордЭ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдпрджрд┐ рдЖрдк рдЗрди рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдУрдВ рдореЗрдВ рдирдП рд╣реИрдВ, рддреЛ рдЖрдк рд╣рдорд╛рд░рд╛ hands-on Linear Algebra for Data Science in R рдХреЛрд░реНрд╕ рд▓реЗ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдпрд╛ рдЕрдЧрд░ рдЖрдк Python рдЙрдкрдпреЛрдЧрдХрд░реНрддрд╛ рд╣реИрдВ, рддреЛ рдпрд╣ SciPy рдЯреНрдпреВрдЯреЛрд░рд┐рдпрд▓ on vectors and arrays рджреЗрдЦ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ?
рдЖрдЗрдП рдЗрд╕ рддрдереНрдп рд╕реЗ рд╢реБрд░реВ рдХрд░реЗрдВ рдХрд┐ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдореЗрдВ тАЬeigenтАЭ рдХрд╛ рд╣рд┐рд╕реНрд╕рд╛ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡ рдореЗрдВ рдПрдХ рдЕрд░реНрде рд░рдЦрддрд╛ рд╣реИ; рдпрд╣ рдХрд┐рд╕реА рдЖрд╡рд┐рд╖реНрдХрд╛рд░рдХ рдХрд╛ рдирд╛рдо рдирд╣реАрдВ рд╣реИред Eigen рдПрдХ рдЬрд░реНрдорди рд╢рдмреНрдж рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕реЗ рдЗрд╕ рд╕рдВрджрд░реНрдн рдореЗрдВ рдореЛрдЯреЗ рддреМрд░ рдкрд░ тАЬрд╡рд┐рд╢реЗрд╖рддрд╛тАЭ рдпрд╛ тАЬрдЖрдВрддрд░рд┐рдХтАЭ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рдЕрдиреБрд╡рд╛рджрд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред
рдЕрдм рдХрд▓реНрдкрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ рдХрд┐ рд╣рдо рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреЗ рдПрдХ рд╕рдореВрд╣ рдкрд░ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ, shearing рдпрд╛ rotation рдЬреИрд╕реЗ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд▓рд╛рдЧреВ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред рдХреБрдЫ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдЕрдкрдиреА рджрд┐рд╢рд╛ рдмрджрд▓рддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдХреБрдЫ рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓рддреЗред рдЬреЛ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдЕрдкрдиреА рджрд┐рд╢рд╛ рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓рддреЗ (рдпрд╛ рдареАрдХ рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рджрд┐рд╢рд╛ рдореЗрдВ рдШреВрдо рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВ) рдЙрдиреНрд╣реЗрдВ рд╣рдо eigenvectors рдХрд╣рддреЗ рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡реЗ рд╣реБрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг (рдпрд╛ рдЬрд┐рд╕ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХрд╛ рд╡реЗ рд╡рд░реНрдгрди рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ) рдХреЗ тАЬрд╡рд┐рд╢реЗрд╖рддрд╛тАЭ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдмрди рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВред рдЬрд┐рддрдиреА рдорд╛рддреНрд░рд╛ (magnitude) рд╕реЗ рд╡реЗ рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдП, рд╡рд╣реА eigenvalue рд╣реЛрддреА рд╣реИред рдпрд╛рдиреА, eigenvalue рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХрд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рдлреИрдХреНрдЯрд░ рд╣реИред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреЛ рд╕рдордЭрдирд╛
рдЗрди рджреЛрдиреЛрдВ рдЕрд╡рдзрд╛рд░рдгрд╛рдУрдВ рдХреЛ рдмреЗрд╣рддрд░ рд╕рдордЭрдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП, рдкрд╣рд▓реЗ рдПрдХ рдЬреНрдпрд╛рдорд┐рддреАрдп рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рджреЗрдЦреЗрдВ рдФрд░ рдлрд┐рд░ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдореЗрдВ рдЗрдирдХреЗ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХреА рдУрд░ рдмрдврд╝реЗрдВред
рдЬреНрдпрд╛рдорд┐рддреАрдп рд╡реНрдпрд╛рдЦреНрдпрд╛
рдПрдХ рджреНрд╡рд┐-рдЖрдпрд╛рдореА рд╕реНрдерд╛рди рдХреА рдХрд▓реНрдкрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ, рдЬрд┐рд╕рдореЗрдВ рд╣рдорд╛рд░реЗ рдкрд╛рд╕ рддреАрди рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рд╣реИрдВтАФрдиреАрд▓рд╛ рдЬреЛ x-рдЕрдХреНрд╖ рдкрд░ рд╣реИ, рд▓рд╛рд▓ рдЬреЛ y-рдЕрдХреНрд╖ рдкрд░ рд╣реИ, рдФрд░ рд╣рд░рд╛ рдЬреЛ рджреЛрдиреЛрдВ рдХреЗ рдмреАрдЪ рддрд┐рд░рдЫрд╛ рд╣реИред рдЕрдм, рд╣рдо y-рдЕрдХреНрд╖ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдлреИрдХреНрдЯрд░ 2 рдХреА рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд▓рд╛рдЧреВ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рдиреАрдЪреЗ рдХреА рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИред
рдЦреАрдВрдЪрд╛рд╡ рд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рдЦреАрдВрдЪрд╛рд╡ рдХреЗ рдмрд╛рдж рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рджрд┐рд╢рд╛ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХреНрдпрд╛ рд╣реБрдЖ? рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░реЛрдВ рдХреА рджрд┐рд╢рд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓рд┐рдВрдЧ рдХреЗ рд╕рд╛рде рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓реА, рдЬрдмрдХрд┐ рд╣рд░реЗ рдХреА рдмрджрд▓ рдЧрдИ, рд╣реИ рди? рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рдЗрд╕ рддрд░рд╣ рдХреЗ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ eigenvectors рдХрд╣рд▓рд╛рддреЗ рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд╡реЗ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рд╡рд┐рд╢рд┐рд╖реНрдЯ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдмрди рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВред
рдКрдкрд░ рдХреА рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдХреЛ рдлрд┐рд░ рд╕реЗ рджреЗрдЦреЗрдВ рдФрд░ рджреЗрдЦреЗрдВ рдХрд┐ eigenvectors (рд▓рд╛рд▓ рдФрд░ рдиреАрд▓реЗ) рдХреА magnitude рдХреЗ рд╕рд╛рде рдХреНрдпрд╛ рд╣реБрдЖред рдиреАрд▓реЗ eigenvector рдХреА magnitude рдирд╣реАрдВ рдмрджрд▓реА, рдЬрдмрдХрд┐ рд▓рд╛рд▓ рдХреА рджреЛрдЧреБрдиреА рд╣реЛ рдЧрдИтАФрдпрд╛ рдХрд╣реЗрдВ рдХрд┐ рд╡рд╣ рдлреИрдХреНрдЯрд░ 2 рд╕реЗ рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдЖред рдЬрд┐рд╕ рдорд╛рддреНрд░рд╛ рд╕реЗ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ eigenvector рд╕реНрдХреЗрд▓ рд╣реБрдЖ, рд╡рд╣реА eigenvalue рд╣реИред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рдпрд╣рд╛рдБ рдиреАрд▓реЗ eigenvector рдХреА eigenvalue 1 рд╣реИ (рдЗрд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╕реЛрдЪреЗрдВ), рдЬрдмрдХрд┐ рд▓рд╛рд▓ рдХреА eigenvalue 2 рд╣реИ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдЙрд╕рдХреА magnitude рджреЛрдЧреБрдиреА рд╣реЛ рдЧрдИред
Eigenvalues рдХреЗ рдЧреБрдг
рдиреАрдЪреЗ рджреА рдЧрдИ рдЫрд╡рд┐рдпреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдП рдЧрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдкрд░ рд╡рд┐рдЪрд╛рд░ рдХрд░реЗрдВ, рдФрд░ рд╕рдмрд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рдЗрд╕ рдорд╛рдорд▓реЗ рдореЗрдВ eigenvectors рдХреНрдпрд╛ рд╣реИрдВ, рдпрд╣ рд╕реЛрдЪреЗрдВред рдпрджрд┐ рдЖрдкрдиреЗ рдХрд╣рд╛ рдХрд┐ рдпреЗ рддреАрдиреЛрдВ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░тАФрд▓рд╛рд▓, рд╣рд░рд╛ рдФрд░ рдкреАрд▓рд╛тАФрд╣реИрдВ, рддреЛ рдЖрдк рд╕рд╣реА рд╣реИрдВ, рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рдмрд╛рдж рдпреЗ рд╕рднреА рдареАрдХ рд╡рд┐рдкрд░реАрдд рджрд┐рд╢рд╛ рдореЗрдВ рд╕рдВрдХреЗрдд рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВред рд╣рдо рджреЗрдЦрддреЗ рд╣реИрдВ рдХрд┐ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рдХрд╛ рдЪрд┐рд╣реНрди (eigenvalue) рд╣рдореЗрдВ рд╣реБрдП рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдХреЗ рдмрд╛рд░реЗ рдореЗрдВ рдЕрддрд┐рд░рд┐рдХреНрдд рдЬрд╛рдирдХрд╛рд░реА рджреЗ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рд╕рдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ eigenvalue рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░рддреА рд╣реИ рдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ рдШреВрд░реНрдгрди рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рдирд╣реАрдВ рдерд╛, рдЬрдмрдХрд┐ рдирдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ eigenvalue рдмрддрд╛рддреА рд╣реИ рдХрд┐ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рдореЗрдВ eigenvector рдХрд╛ рдЕрдкрдиреЗ рдЙрджреНрдЧрдо рдХреЗ рдЪрд╛рд░реЛрдВ рдУрд░ рдШреВрд░реНрдгрди рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рдерд╛ред
рдШреВрд░реНрдгрди рд╕реЗ рдкрд╣рд▓реЗ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рдШреВрд░реНрдгрди рдХреЗ рдмрд╛рдж рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ред рдЪрд┐рддреНрд░: рд▓реЗрдЦрдХ
рдЕрдм, рдЗрди eigenvectors рдореЗрдВ рд╕реЗ рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдХреА eigenvalue рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ? рдЪреВрдВрдХрд┐ рдЙрдирдХреА magnitude рд╕рдорд╛рди рд░рд╣реА, рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ eigenvalue 1 рд╣реИ, рдкрд░рдВрддреБ рд╕рд╛рде рд╣реА рд╡реЗ рдШреВрдореЗ рднреА рд╣реИрдВ, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП 1 рдХрд╛ рдЪрд┐рд╣реНрди рдирдХрд╛рд░рд╛рддреНрдордХ рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдЕрддрдГ, рдЗрд╕ рдорд╛рдорд▓реЗ рдореЗрдВ eigenvalue -1 рд╣реИред
рд╣рдорд╛рд░реЗ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдореЗрдВ eigenvalues рд╕рд░рд▓ рд╣реИрдВ (рд╡реЗ рд╕рднреА 1 рд╣реИрдВ), рд▓реЗрдХрд┐рди eigenvalues рдХреЛрдИ рднреА рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВтАФрдЬреИрд╕реЗ рдкреВрд░реНрдгрд╛рдВрдХ 1 рдФрд░ 2, рдпрд╛ рдкрд░рд┐рдореЗрдп рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рдЬреИрд╕реЗ 1тБД2 рдФрд░ 0.75ред рд╡реЗ рдЕрдкрд░рд┐рдореЗрдп рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ ╧А рдХрд╛ рдорд╛рдиред Eigenvalues рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕реЗ a + bi, рдЬрд╣рд╛рдБ тАЬaтАЭ рдФрд░ тАЬbтАЭ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рдПрдБ рд╣реИрдВ рдФрд░ тАЬiтАЭ рдХрд╛рд▓реНрдкрдирд┐рдХ рдЗрдХрд╛рдИ рд╣реИ, рдЬреИрд╕реЗ -1 рдХрд╛ рд╡рд░реНрдЧрдореВрд▓ред рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ eigenvalues рднреА рдпрд╣ рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ рдХрд┐ рдХрд┐рд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рдХрд╛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╣реБрдЖтАФрдХреНрдпрд╛ рд╡рд╣ рдШреВрд░реНрдгрди рдерд╛ рдпрд╛ рдЕрдзрд┐рдХ рдЬрдЯрд┐рд▓, рдЬреИрд╕реЗ рджреЛрд▓рдиред
Eigenvectors рдФрд░ Eigenvalues рдХреИрд╕реЗ рдЧрдгрдирд╛ рдХрд░реЗрдВ
рд╣рд╛рд▓рд╛рдБрдХрд┐ R рдХреЗ base рдкреИрдХреЗрдЬ рдФрд░ Python рдХреА SciPy рддрдерд╛ NumPy рдЬреИрд╕реА рд▓рд╛рдЗрдмреНрд░реЗрд░реАрдЬрд╝ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЖрд╕рд╛рдиреА рд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓ рджреЗрддреА рд╣реИрдВ, рд▓реЗрдХрд┐рди рдЗрдирдХреЗ рдкреАрдЫреЗ рдХреА рд╕рдореАрдХрд░рдгреЛрдВ рдХреЛ рд╕рдордЭрдирд╛ рдЕрддреНрдпрдВрдд рдореВрд▓реНрдпрд╡рд╛рди рд╣реИред рдЗрд╕ рдЦрдВрдб рдореЗрдВ, рд╣рдо characteristic equation рдХреА рд╕рдореАрдХреНрд╖рд╛ рдХрд░реЗрдВрдЧреЗ, рдЬреЛ рдХрд┐рд╕реА рд╕рд░рд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЪрд░рдг-рджрд░-рдЪрд░рдг eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓рддреА рд╣реИред рдЗрд╕рдХреЗ рдмрд╛рдж, рд╣рдо рдмрдбрд╝реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ (рдЕрд░реНрдерд╛рдд рдмрдбрд╝реЗ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯреНрд╕) рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЕрдиреНрдп рдЧрдгрдирд╛рддреНрдордХ рд╡рд┐рдзрд┐рдпреЛрдВ рдХрд╛ рдЙрд▓реНрд▓реЗрдЦ рдХрд░реЗрдВрдЧреЗред
Characteristic equation
рд╣рдо characteristic equation рдХреА рдорджрдж рд╕реЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред рдЗрд╕ рдкрджреНрдзрддрд┐ рдореЗрдВ рдкрд╣рд▓реЗ eigenvalues рдирд┐рдХрд╛рд▓реА рдЬрд╛рддреА рд╣реИрдВ, рдлрд┐рд░ рдЙрд╕реА eigenvalue рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рдХреЗ рд╕рдВрдмрджреНрдз eigenvector рдХреЛ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд╕рдореАрдХрд░рдгреЛрдВ рдХреА рдкреНрд░рдгрд╛рд▓реА рд╣рд▓ рдХрд░рдХреЗ рдкрд╛рдпрд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред┬а
рдЪрд░рдг 1: рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╕рдореАрдХрд░рдг рд╕реЗ рд╢реБрд░реВ рдХрд░реЗрдВ
рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рдФрд░ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ ЁЭСг рдХреЗ рд▓рд┐рдП eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреА рдмреБрдирд┐рдпрд╛рджреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рд╣реИ:
рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдЬрдм рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ ЁЭСг рдкрд░ рдХреНрд░рд┐рдпрд╛ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо ЁЭСг рдХрд╛ рд╕реНрдХреЗрд▓ рдХрд┐рдпрд╛ рд╣реБрдЖ рд░реВрдк рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдпрд╣рд╛рдБ:
рдзреНрдпрд╛рди рд░рдЦреЗрдВ рдХрд┐ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рджреЛрдиреЛрдВ ╬╗ (eigenvalue) рдФрд░ ЁЭСг (eigenvector) рдХреЛ рдЦреЛрдЬрдирд╛ рд╣реИред
рдЪрд░рдг 2: рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рдкреБрдирд░реНрд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд┐рдд рдХрд░реЗрдВ
рдЕрдкрдиреЗ рд▓рдХреНрд╖реНрдп рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рдореЗрдВ ╬╗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░рдирд╛ рд╣реЛрдЧрд╛ред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, рд╣рдо рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рдкреБрдирд░реНрд╡реНрдпрд╡рд╕реНрдерд┐рдд рдХрд░реЗрдВрдЧреЗтАФрджрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЛ рдЙрд▓реНрдЯреЗ рдЪрд┐рд╣реНрди рдХреЗ рд╕рд╛рде рдмрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдореЗрдВ рд▓реЗ рдЬрд╛рдХрд░тАФрддрд╛рдХрд┐ рдХрд╛рдо рдХрд░рдирд╛ рдЖрд╕рд╛рди рд╣реЛ:
рдЕрдм рд╣рдо ЁЭСг рдХреЛ factor out рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдкрд░ рдЪреВрдВрдХрд┐ ЁЭР┤ рдПрдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд╣реИ рдФрд░ ЁЭСг рдПрдХ рд╡реЗрдХреНрдЯрд░, рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╣рдореЗрдВ ЁЭСг рдХреЛ identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕, рдЬрд┐рд╕реЗ I рд╕реЗ рдирд┐рд░реВрдкрд┐рдд рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░рдирд╛ рд╣реЛрдЧрд╛ред Identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдПрдХ рд╡рд░реНрдЧрд╛рдХрд╛рд░ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ (рдЖрдХрд╛рд░ n├Чn) рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рдЬрд┐рд╕рдХреА рд╡рд┐рдХрд░реНрдг рдкрд░ 1 рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рдЕрдиреНрдпрддреНрд░ 0ред рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдЧреБрдгрд╛ рдХреЗ рдЧреБрдгреЛрдВ рдХреЗ рдХрд╛рд░рдг, identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ 1 рдЬреИрд╕рд╛ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдХрд░рддрд╛ рд╣реИред рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдХреЗ рд▓рд┐рдП, 3├Ч3 рдЖрдХрд╛рд░ рдХрд╛ рдпрд╣ identity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рджреЗрдЦреЗрдВ:
рдлрд┐рд░ рдЕрдкрдиреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рд▓реМрдЯрддреЗ рд╣реБрдП, рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭСг рдХреЛ factor out рдХрд░реЗрдВ рдФрд░ рдЙрд╕реЗ I рд╕реЗ рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░реЗрдВ, рддреЛ рдкрд░рд┐рдгрд╛рдо рд╣реЛрдЧрд╛:
рдЪрд░рдг 3: Determinant рд╕реЗрдЯ рдХрд░реЗрдВ
рдЬрд┐рд╕ рд╕рдореАрдХрд░рдг рддрдХ рд╣рдо рдкрд╣реБрдБрдЪреЗ рд╣реИрдВ, рдЙрд╕реЗ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдпрд╛ рддреЛ eigenvector ЁЭСг рд╢реВрдиреНрдп рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдП, рдпрд╛ рдлрд┐рд░ eigenvector ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛрдЧрд╛ред рдФрд░ рдЕрдм рдпрд╣ рдмрддрд╛рдиреЗ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреБрдХреНрдд рд╕рдордп рд╣реИ рдХрд┐ eigenvectors рд╢реВрдиреНрдп рдирд╣реАрдВ рд╣реЛ рд╕рдХрддреЗред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рд╢реВрдиреНрдп рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рд╣реЛрдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред рдкрд░ рдЪреВрдВрдХрд┐ lambda рдЕрдЬреНрдЮрд╛рдд рд╣реИ, рд╣рдо рдмрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЛ рджрд╛рдПрдБ рдкрдХреНрд╖ рдХреЗ рдмрд░рд╛рдмрд░ рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭР┤ тИТ╬╗тЛЕI рдХрд╛ determinant рд▓реЗрдВред рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╣рдо рдирд┐рдореНрди рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рдкрд╣реБрдБрдЪрддреЗ рд╣реИрдВ:
рдпрд╣реАрдВ рд╣рдо characteristic equation рддрдХ рдкрд╣реБрдБрдЪрддреЗ рд╣реИрдВред рдЗрд╕ рд╕рдореАрдХрд░рдг рдХреЛ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреЗ рд╕реЗ рд╣рдореЗрдВ eigenvalues ╬╗ рдФрд░ eigenvector ЁЭСг рджреЛрдиреЛрдВ рдорд┐рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рдЕрдЧрд▓реЗ рдЪрд░рдгреЛрдВ рдореЗрдВ рджрд┐рдЦрд╛рдпрд╛ рдЧрдпрд╛ рд╣реИред
рдЪрд░рдг 4: Eigenvalues рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░реЗрдВ
рдорд╛рди рд▓реЗрдВ рдХрд┐ рд╣рдорд╛рд░реЗ рдкрд╛рд╕ рдирд┐рдореНрди рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ЁЭР┤ рд╣реИ:
Characteristic equation рдореЗрдВ ЁЭР┤ рдХреЛ рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рд╕реЗ рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдкрд░, рд╕рдореАрдХрд░рдг рдмрдирддрд╛ рд╣реИ:
рдФрд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП:
рдФрд░ рдПрдХ рдмрд╛рд░ рдлрд┐рд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП:
рдЗрд╕ рдЕрдзрд┐рдХ рд╕рд░рд▓ рд░реВрдк рд╕реЗ, рд╣рдо рдХреЗрд╡рд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рдорд╛рди рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░рдХреЗ eigenvalues ╬╗ рдХреЗ рдорд╛рди рдирд┐рдХрд╛рд▓ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВред
рдЪрд░рдг 5: Eigenvectors ЁЭСг рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╣рд▓ рдХрд░реЗрдВ
Eigenvalues ╬╗ рдорд┐рд▓рдиреЗ рдХреЗ рдмрд╛рдж рдЕрдм eigenvectors ЁЭСг рдирд┐рдХрд╛рд▓рдиреЗ рд╣реИрдВред рд╣рдо рдЗрд╕ рдкреВрд░реНрд╡ рд░реВрдк рдХреА рд╕рдореАрдХрд░рдг рдкрд░ рд▓реМрдЯрдХрд░ рдпрд╣ рдХрд░ рд╕рдХрддреЗ рд╣реИрдВ:
рдЕрдм рдпрджрд┐ рд╣рдо ЁЭР┤, ╬╗, рдФрд░ I рдХреЛ рдЙрдирдХреЗ рдорд╛рдиреЛрдВ рд╕реЗ рдкреНрд░рддрд┐рд╕реНрдерд╛рдкрд┐рдд рдХрд░реЗрдВ, рддреЛ eigenvector ЁЭСг рдХрд╛ рдорд╛рди рд╕рд░рд▓рддрд╛ рд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓рд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред
рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ рдЧрдгрдирд╛ рд╡рд┐рдзрд┐рдпрд╛рдБ
рдЬреИрд╕рд╛ рдХрд┐ рд╣рдордиреЗ рджреЗрдЦрд╛, eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреА рдЧрдгрдирд╛ рдХреА рдЬрдЯрд┐рд▓рддрд╛ рдХрд╛рдлреА рд╣рдж рддрдХ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рдЖрдХрд╛рд░ рдкрд░ рдирд┐рд░реНрднрд░ рдХрд░рддреА рд╣реИред рд╣рдорд╛рд░реЗ рдЙрджрд╛рд╣рд░рдг рдореЗрдВ рд╣рдордиреЗ рд╕рд░рд▓ 2├Ч2 ЁЭР┤ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд┐рдпрд╛ред рдкрд░рдВрддреБ рдЬрдм рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдмрд╣реБрдд рдмрдбрд╝реЗ рд╣реЛ рдЬрд╛рддреЗ рд╣реИрдВтАФрд╕реИрдХрдбрд╝реЛрдВ рдпрд╛ рд╣рдЬрд╛рд░реЛрдВ рдкрдВрдХреНрддрд┐рдпрд╛рдБ рдФрд░ рд╕реНрддрдВрднтАФрддреЛ рдЗрд╕ рддрд░реАрдХреЗ рд╕реЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рд╡реНрдпрд╛рд╡рд╣рд╛рд░рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ рдирд╣реАрдВ рдирд┐рдХрд╛рд▓реЗ рдЬрд╛ рд╕рдХрддреЗред рдРрд╕реЗ рдорд╛рдорд▓реЛрдВ рдореЗрдВ рд╣рдо Python рдФрд░ R рдЬреИрд╕реА рдкреНрд░реЛрдЧреНрд░рд╛рдорд┐рдВрдЧ рднрд╛рд╖рд╛рдПрдБ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдЬреЛ рд╕рд╛рдВрдХреЗрддрд┐рдХ (symbolic) рдХреЗ рдмрдЬрд╛рдп рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛рддреНрдордХ (numerical) рдЧрдгрдирд╛ рд╡рд┐рдзрд┐рдпрд╛рдБ рдЕрдкрдирд╛рддреА рд╣реИрдВред рдХреБрдЫ рддрдХрдиреАрдХреЗрдВ рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИрдВ:
рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдФрд░ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рд╡рд┐рдЪрд╛рд░рд╛рд░реНрде рдмрд┐рдВрджреБ
Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЕрдиреЗрдХ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧреЛрдВ рдореЗрдВ рдЖрд╡рд╢реНрдпрдХ рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рдирдореЗрдВ рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИрдВ:
рд╣рдордиреЗ рдХрд╣рд╛ рдХрд┐ eigenvalues рдХреЛрдИ рднреА рд╡рд╛рд╕реНрддрд╡рд┐рдХ рдпрд╛ рд╕рдореНрдорд┐рд╢реНрд░ рд╕рдВрдЦреНрдпрд╛ рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ eigenvalue рд╢реВрдиреНрдп рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИ, рдФрд░ рдпрд╣ рднреА рдХрд┐ рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рд┐рдд рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдореЗрдВ рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvalues рд╕рдорд╛рди рд╣реЛ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред рдЗрди рджреЛрдиреЛрдВ рдкрд░рд┐рд╕реНрдерд┐рддрд┐рдпреЛрдВ рдХреЛ eigen рд╡рд┐рд╢реНрд▓реЗрд╖рдг рдореЗрдВ рдЙрддреНрдкрдиреНрди рд╣реЛрдиреЗ рд╡рд╛рд▓реА рджреЛ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛рдПрдБ рдорд╛рдирд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред рдЖрдЗрдП рдкреНрд░рддреНрдпреЗрдХ рдкрд░ рдирдЬрд╝рд░ рдбрд╛рд▓реЗрдВред
рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рдХреА рд╕рдорд╕реНрдпрд╛
рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╣реИ рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдЙрд╕рдХреЗ рд╕рдВрдмрджреНрдз eigenvector рдХрд╛ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдг рд╢реВрдиреНрдп рд╡реЗрдХреНрдЯрд░ рдореЗрдВ рдкрд░рд┐рдгрдд рд╣реБрдЖ, рдЬрд┐рд╕реЗ рд╕реНрдерд╛рди рдореЗрдВ рдмрд┐рдирд╛ magnitude рд╡рд╛рд▓реЗ рдПрдХ рдмрд┐рдВрджреБ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╕рдордЭрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ рдЗрд╕рд▓рд┐рдП рд╡рд╣ рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯ рдореЗрдВ рдХреЛрдИ variance рдирд╣реАрдВ рд╕рдордЭрд╛рддрд╛ред рдЗрд╕ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рд╕реЗ regularization рддрдХрдиреАрдХреЛрдВ, рдЬреИрд╕реЗ ridge regression (Tikhonov regularization), рдпрд╛ collinear рдлреАрдЪрд░реНрд╕ рд╣рдЯрд╛рдиреЗ (рдЕрд░реНрдерд╛рдд dimensionality reduction) рд╕реЗ рдирд┐рдкрдЯрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдЬреЛ рд╕реНрд╡рд╛рднрд╛рд╡рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ PCA рдПрд▓реНрдЧреЛрд░рд┐рджреНрдо рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИред рдЗрд╕рд▓рд┐рдП, PCA рдХреЗ рд▓рд┐рдП рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдирд╣реАрдВ рд╣реИ; рдмрд▓реНрдХрд┐, PCA рдПрдХ рд╕рдорд╛рдзрд╛рди рднреА рд╣реЛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рд╣рд╛рд▓рд╛рдБрдХрд┐, рдЕрдиреНрдп рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдПрд▓реНрдЧреЛрд░рд┐рджреНрдо рдЬрд┐рдирдореЗрдВ рд░реИрдЦрд┐рдХ рдкреНрд░рдгрд╛рд▓рд┐рдпрд╛рдБ рд╣рд▓ рдХрд░рдиреА рдкрдбрд╝рддреА рд╣реИрдВтАФрдЬреИрд╕реЗ linear, ridge рдФрд░ lasso regressionтАФрдореЗрдВ рд╢реВрдиреНрдп eigenvalue рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдХрд╛ рдкрд╣рд▓реЗ рд╕реЗ рд╕рдорд╛рдзрд╛рди рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛рдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред
Degenerate eigenvalues
рдЬрдм рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvalues рдХрд╛ рдорд╛рди рд╕рдорд╛рди рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, рддреЛ рд╡реЗ degenerate рдХрд╣рд▓рд╛рддреА рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рдореЗрдВтАФрдЦрд╛рд╕рддреМрд░ рдкрд░ рд╡реНрдпрд╛рд╡рд╣рд╛рд░рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ PCA рдФрд░ spectral clustering рдореЗрдВтАФрдпрд╣ рд╕рдорд╕реНрдпрд╛ рдкреИрджрд╛ рдХрд░рддреА рд╣реИрдВред PCA рдореЗрдВ, рдпрджрд┐ рдПрдХрд╛рдзрд┐рдХ eigenvectors рдХреА eigenvalues рд╕рдорд╛рди рд╣реЛрдВ, рддреЛ рдЗрд╕рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рд╣реИ рдХрд┐ рдпреЗ eigenvectors рдбреЗрдЯрд╛рд╕реЗрдЯ рдореЗрдВ рд╕рдорд╛рди рдорд╛рддреНрд░рд╛ рдХрд╛ variance рдХреИрдкреНрдЪрд░ рдХрд░рддреЗ рд╣реИрдВ, рдФрд░ рдЗрд╕реАрд▓рд┐рдП k principal components рдХрд╛ рдЪрдпрди рд╕рдорд╕реНрдпрд╛рдЧреНрд░рд╕реНрдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред Spectral clustering рдореЗрдВ, рдЬрд╣рд╛рдБ similarity рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреА eigenvalues рдХрд╛ рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдбреЗрдЯрд╛ рдмрд┐рдВрджреБрдУрдВ рдХреЛ рд╕рдореВрд╣рд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдореЗрдВ рд╣реЛрддрд╛ рд╣реИ, degenerate eigenvalues рдЗрдВрдЧрд┐рдд рдХрд░ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВ рдХрд┐ рдбреЗрдЯрд╛ рдмрд┐рдВрджреБ рдХрдИ рдЖрдпрд╛рдореЛрдВ рдореЗрдВ рд╕рдорд╛рди рд░реВрдк рд╕реЗ рд╕рдорд╛рди рд╣реИрдВ, рдЬрд┐рд╕рд╕реЗ рдпрд╣ рддрдп рдХрд░рдирд╛ рдХрдард┐рди рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдХрд┐рди рдЖрдпрд╛рдореЛрдВ рдпрд╛ eigenvectors рдХреЛ рдХреНрд▓рд╕реНрдЯрд░реНрд╕ рдЕрд▓рдЧ рдХрд░рдиреЗ рдХреЗ рд▓рд┐рдП рдЙрдкрдпреЛрдЧ рдХрд░рдирд╛ рдЪрд╛рд╣рд┐рдПред
Eigenvectors, Eigenvalues, рдФрд░ Eigendecomposition
Eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдкрд░ рдХреЛрдИ рднреА рдЪрд░реНрдЪрд╛ eigendecomposition рдХреЗ рдмрд┐рдирд╛ рдкреВрд░реНрдг рдирд╣реАрдВ рд╣реЛрдЧреАред Eigendecomposition рдПрдХ рд╡рд░реНрдЧрд╛рдХрд╛рд░ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдХреЛ рдЙрд╕рдХреЗ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдореЗрдВ рд╡рд┐рдШрдЯрд┐рдд рдХрд░рдиреЗ рдХреА рдкреНрд░рдХреНрд░рд┐рдпрд╛ рд╣реИред рдЬрд┐рд╕реЗ рд╡рд┐рдШрдЯрд┐рдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ, рдРрд╕реЗ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЛ рдЗрд╕ рдкреНрд░рдХрд╛рд░ рд╡реНрдпрдХреНрдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИ:
Eigendecomposition рдмрддрд╛рддрд╛ рд╣реИ рдХрд┐ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдХреЛ рдЙрд╕рдХреЗ eigenvectors рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ Q, eigenvalues рдХреЗ рдПрдХ рд╡рд┐рдХрд░реНрдг рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ ╬Ы, рдФрд░ eigenvectors рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдХреЗ рд╡реНрдпреБрддреНрдХреНрд░рдо Q-1 рдХреЗ рдЧреБрдгрдирдлрд▓ рдХреЗ рд░реВрдк рдореЗрдВ рд╡реНрдпрдХреНрдд рдХрд┐рдпрд╛ рдЬрд╛ рд╕рдХрддрд╛ рд╣реИред рдЗрди рдореИрдЯреНрд░рд┐рд╕реЗрдЬрд╝ рдХреЛ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ рдЧреБрдгрд╛ рдореЗрдВ рдПрдХ рд╕рд╛рде рдЧреБрдгрд╛ рдХрд░рдиреЗ рдкрд░ рдореВрд▓ рдореИрдЯреНрд░рд┐рдХреНрд╕ A рдкреБрдирд░реНрдирд┐рд░реНрдорд┐рдд рд╣реЛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИред Eigendecomposition рдорд╣рддреНрд╡рдкреВрд░реНрдг рд╣реИ рдХреНрдпреЛрдВрдХрд┐ рдпрд╣ рдЬрдЯрд┐рд▓ рд░реИрдЦрд┐рдХ рд░реВрдкрд╛рдВрддрд░рдгреЛрдВ рдХреЛ рд╕рдордЭрдиреЗ рдФрд░ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛рдиреЗ рдХрд╛ рддрд░реАрдХрд╛ рджреЗрддрд╛ рд╣реИ, рдкреНрд░рдгрд╛рд▓реА рдХреЗ рд╡реНрдпрд╡рд╣рд╛рд░ рдкрд░ рдЕрдВрддрд░реНрджреГрд╖реНрдЯрд┐ рдкреНрд░рджрд╛рди рдХрд░рддрд╛ рд╣реИ, рдФрд░ рдХрдИ рдЧрдгрдирд╛рдУрдВ рдХреЛ рд╕рд░рд▓ рдмрдирд╛рддрд╛ рд╣реИред┬а
рдирд┐рд╖реНрдХрд░реНрд╖
рдЗрд╕ рд▓реЗрдЦ рдореЗрдВ, рд╣рдордиреЗ рджреЗрдЦрд╛ рдХрд┐ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдХреНрдпрд╛ рд╣реЛрддреЗ рд╣реИрдВ рдФрд░ рд╡реЗ рдбреЗрдЯрд╛ рд╕рд╛рдЗрдВрд╕ рддрдерд╛ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдореЗрдВ рдХрд┐рддрдиреЗ рдкреНрд░рд╛рд╕рдВрдЧрд┐рдХ рд╣реИрдВред рд╣рдордиреЗ рдпрд╣ рднреА рджреЗрдЦрд╛ рдХрд┐ рдЙрдиреНрд╣реЗрдВ рдЧрдгрд┐рддреАрдп рд░реВрдк рд╕реЗ рдХреИрд╕реЗ рдирд┐рдХрд╛рд▓рд╛ рдЬрд╛рддрд╛ рд╣реИ, рд╕рд╛рде рд╣реА рдЙрди рддреНрд░реБрдЯрд┐рдпреЛрдВ рдкрд░ рднреА рдЪрд░реНрдЪрд╛ рдХреА рдЬреЛ eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рдЦреЛрдЬрддреЗ рд╕рдордп рдЖ рд╕рдХрддреА рд╣реИрдВред
рдЙрдкрд░реНрдпреБрдХреНрдд Linear Algebra in R рдХреЛрд░реНрд╕ рдФрд░ SciPy рдЯреНрдпреВрдЯреЛрд░рд┐рдпрд▓ on vectors and arrays рдХреЗ рдЕрд▓рд╛рд╡рд╛, рдпрджрд┐ рдЖрдк eigenvectors рдФрд░ eigenvalues рддрдерд╛ рдЙрдирдХреЗ рдорд╢реАрди рд▓рд░реНрдирд┐рдВрдЧ рдЕрдиреБрдкреНрд░рдпреЛрдЧреЛрдВ рдХреЗ рдкреНрд░рддрд┐ рдЧрдВрднреАрд░ рд╣реИрдВ, рддреЛ рд╣рдорд╛рд░рд╛ Machine Learning Scientist with Python рдХрд░рд┐рдпрд░ рдЯреНрд░реИрдХ рдЖрдЬрд╝рдорд╛рдПрдБ рдФрд░ supervised рддрдерд╛ unsupervised learning рдореЗрдВ рд╡рд┐рд╢реЗрд╖рдЬреНрдЮ рдмрдиреЗрдВ, рдЬрд┐рдирдореЗрдВ, рд╕реНрд╡рд╛рднрд╛рд╡рд┐рдХ рд░реВрдк рд╕реЗ, dimensionality reduction рднреА рд╢рд╛рдорд┐рд▓ рд╣реИред