happytails.ai
Deutsch

Eigenwert-Visualisierung

Bestimmt das exakte charakteristische Polynom einer quadratischen Matrix aus Brüchen. Rationale und reelle quadratische Eigenwerte umfassen exakte Eigenvektoren; Nullstellen höheren Grades werden exakt isoliert, komplexe Nullstellen höheren Grades numerisch angenähert.

Quadratische Matrizen von 1 × 1 bis 8 × 8 und bis zu 20.000 Zeichen mit exakten Einträgen von höchstens 100 Stellen; die Faktorisierung unterstützt Faktoren bis Grad 24. Alles wird auf Ihrem Gerät in einem Hintergrundprozess mit einem Zeitlimit von 15 Sekunden berechnet. Downloads: ein JSON-Bericht, eine CSV-Datei der Eigenwerte und ein SVG-Diagramm. Eine Zeile pro Zeile oder durch Semikolons getrennt; Einträge wie 3, -0.5 oder 2/3. Bis zu 20.000 Zeichen. Prüfe die Einstellungen vor dem Start.

Dein Ergebnis

Melde ein Problem oder teile eine Idee.

Eigenwert-Visualisierung
  1. Fügen Sie eine quadratische Matrix ein, eine Zeile pro Zeile, zum Beispiel 4 1 und 2 3.
  2. Führen Sie die Visualisierung aus, um das charakteristische Polynom zu berechnen und zu faktorisieren.
  3. Lesen Sie die Arten und Vielfachheiten der Eigenwerte, die unterstützten Eigenvektoren und den Diagonalisierbarkeitsstatus. Ein Nullstatus bedeutet, dass die Methode ihn nicht bestimmt hat.
  4. Laden Sie den JSON-Bericht, die CSV-Datei der Eigenwerte oder die Grafik herunter.

Was du wissen solltest

Quadratische Matrizen von 1 × 1 bis 8 × 8 und bis zu 20.000 Zeichen mit exakten Einträgen von höchstens 100 Stellen; die Faktorisierung unterstützt Faktoren bis Grad 24. Alles wird auf Ihrem Gerät in einem Hintergrundprozess mit einem Zeitlimit von 15 Sekunden berechnet. Downloads: ein JSON-Bericht, eine CSV-Datei der Eigenwerte und ein SVG-Diagramm.

Exakte Methode

Das charakteristische Polynom det(tI - A) wird mit der Faddeev-LeVerrier-Rekursion in exakten Brüchen berechnet und mit der Determinante abgeglichen. Es wird über den Rationalen faktorisiert. Rationale und reelle quadratische Nullstellen ergeben exakte Eigenvektoren aus dem Kern von A - tI, die durch Multiplikation überprüft werden. Eigenvektoren für andere Nullstellenarten werden nicht berechnet. Methode: Strang, Introduction to Linear Algebra, 5. Auflage, Kapitel 6 (2016); Faddeev und Faddeeva, Computational Methods of Linear Algebra (1963).

Faktoren höheren Grades

Reelle Nullstellen irreduzibler Faktoren dritten oder höheren Grades werden mit Sturm-Folgen exakt isoliert und mit einem Dezimalwert angezeigt. Komplexe Nullstellen dieser Faktoren sind numerische Näherungen mit Polynomresten. Ein kleiner Rest prüft eine Kandidatenwurzel; er beweist weder, dass alle komplexen Nullstellen gefunden wurden, noch dass eine vollständige Eigenbasis berechnet wurde.

Diagramm

Bei einer 2×2-Matrix mit reellen Eigenwerten zeigt das Diagramm den Einheitskreis, sein Bild und die invarianten Richtungen. Andernfalls werden die Eigenwerte in der komplexen Ebene dargestellt.