Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 7 074 работающих калькулятора

ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА · ОНЛАЙН

Спектр квадратичного матричного многочлена

Находит собственные значения симметричного оператора, выбранное собственное направление, спектральный разрыв, проекцию и контроль восстановления матрицы. Для калькулятора «Спектр квадратичного матричного многочлена» задана модель P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A)). Для несимметричной матрицы изучается регуляризованная симметричная AᵀA+ρI: это собственные значения грамовой матрицы, а не спектр самой A.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Вещественный коэффициент для указанной матричной модели.
Целое значение для указанной матричной модели.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Спектр квадратичного матричного многочлена

Минимальное собственное значение5,508509
Максимальное собственное значение14,785491
Спектральный разрыв9,276982
Ошибка реконструкции QΛQᵀ0
Собственное значение 15,508509
Собственное значение 214,785491
Выбранный собственный вектор 10,953738
Выбранный собственный вектор 2-0,300639
Проекция пробного вектора на собственный0,352459
Квадратичная форма на пробном векторе72,775
След матрицы20,294
Определитель матрицы81,446009
Матрица [1,1]6,347
Матрица [1,2]2,66
Матрица [2,1]2,66
Матрица [2,2]13,947

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Находит собственные значения симметричного оператора, выбранное собственное направление, спектральный разрыв, проекцию и контроль восстановления матрицы.

Модель: P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A)). Соблюдайте условия применимости матрицы.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Спектр квадратичного матричного многочлена

Находит собственные значения симметричного оператора, выбранное собственное направление, спектральный разрыв, проекцию и контроль восстановления матрицы. Для несимметричной матрицы изучается регуляризованная симметричная AᵀA+ρI: это собственные значения грамовой матрицы, а не спектр самой A. Для задачи «Спектр квадратичного матричного многочлена» матрица построена по явно указанным входным коэффициентам.

В пятой группе исходная матрица включена в многочлен P(A)=k₀I+k₁A+k₂A². Для диагонализуемой A собственные значения P(A) равны P(λ), но кратность и дефектность потребуют отдельного учёта. В частности, модель «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))» определяет, какие алгебраические инварианты можно сравнивать.

Как устроено спектральное разложение

Вещественную симметричную матрицу можно представить как QΛQᵀ. Столбцы Q — ортонормированные собственные направления, диагональ Λ содержит собственные значения. По ним определяют направления максимального и минимального растяжения квадратичной формы. В проверочном примере используется запись «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))», так что при перестановке коэффициентов смысл расчёта меняется.

Для этой модели используется запись «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))». В пятой группе исходная матрица включена в многочлен P(A)=k₀I+k₁A+k₂A². Для диагонализуемой A собственные значения P(A) равны P(λ), но кратность и дефектность потребуют отдельного учёта. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить A₁₂=A₂₁ и сравнить значение результата с исходным примером.

Что означают исходные числа

Коэффициенты задаются непосредственно: A₁₁, A₁₂=A₂₁, A₂₂. Дальше используются Коэффициент I, Коэффициент A, Коэффициент A², Пробный вектор x, Пробный вектор y, Номер собственной компоненты. Каждое число входит в матрицу, её проверку, выбранный вектор либо критерий численной допустимости. Для этого оператора важно явно указать A₁₁, A₁₂=A₂₁, A₂₂: от этих величин зависит матрица и последующий результат.

В примере Начальные значения: A₁₁ = 2, A₁₂=A₂₁ = 0.7, A₂₂ = 4, Коэффициент I = 1, Коэффициент A = 2, Коэффициент A² = 0.3, Пробный вектор x = 1, Пробный вектор y = 2, Номер собственной компоненты = 1. Размерность матрицы задана явно — введите коэффициенты в подписанные поля и сравните не только первый результат, но и контрольные инварианты. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить A₂₂ и сравнить значение результата с исходным примером.

Порядок вычисления

Сначала строится оператор по выбранной модели. Затем рассчитываются Минимальное собственное значение, Максимальное собственное значение, Спектральный разрыв. Для симметричного оператора используется устойчивое диагонализующее преобразование; в задачах с дефектностью применяются точные алгебраические критерии. Критерии применяются именно к модели «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))»; при переходе к другой матрице вычислительную постановку нужно проверить заново.

При численных операциях округление производится при выдаче ответа, а промежуточные вычисления идут с двойной точностью. Результат нельзя безоговорочно переносить на матрицы других размеров и с другой структурой. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить Коэффициент I и сравнить значение результата с исходным примером.

Чтение результата

Для исходного примера получено: Минимальное собственное значение = 5.5085089, Максимальное собственное значение = 14.785491, Спектральный разрыв = 9.2769823, Ошибка реконструкции QΛQᵀ = 0. Сопоставление нескольких этих величин помогает увидеть как алгебраическое свойство оператора, так и качество вычисления. Практический контроль проводится для случая «Спектр квадратичного матричного многочлена», а не для абстрактной матрицы без заданных коэффициентов.

Если собственное значение повторяется, отдельные векторы внутри соответствующего подпространства неоднозначны. Проверяйте восстановление QΛQᵀ, а не совпадение знаков отдельных компонент с учебником. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить Коэффициент A и сравнить значение результата с исходным примером.

Особые случаи и ограничения

Для несимметричной матрицы изучается регуляризованная симметричная AᵀA+ρI: это собственные значения грамовой матрицы, а не спектр самой A. Отдельно проверяйте входы A₁₁, A₁₂=A₂₁, A₂₂: именно они могут приблизить оператор к предельному математическому случаю.

При близких собственных числах геометрическая кратность не определяется только числом совпавших значений. Величины, описывающие невырожденность, трактуйте с учётом установленного допуска. За пределами семейства формула не заменяет общий символический расчёт матриц. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить Коэффициент A² и сравнить значение результата с исходным примером.

Для чего применять в практике

В линейных моделях спектр описывает независимые направления, определённость позволяет оценить квадратичный функционал, а число обусловленности — устойчивость расчёта. Полярное разложение разделяет вращательную и растягивающую части. Для оценки полезно отслеживать, как изменение коэффициентов отражается на инвариантах в модели «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))».

Сравнивайте результаты при изменении значимых коэффициентов, особенно если оператор близок к особой точке: Матрица [1,2], Матрица [2,1], Матрица [2,2]. Не используйте результат в качестве доказательства вне указанных ограничений. Например, на странице «Спектр квадратичного матричного многочлена» можно изменить Пробный вектор x и сравнить значение результата с исходным примером.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))

Проверенные примеры

Пример с заполненными исходными полями

Начальные значения: A₁₁ = 2, A₁₂=A₂₁ = 0.7, A₂₂ = 4, Коэффициент I = 1, Коэффициент A = 2, Коэффициент A² = 0.3, Пробный вектор x = 1, Пробный вектор y = 2, Номер собственной компоненты = 1.

Калькулятор выдаёт: Минимальное собственное значение = 5.5085089, Максимальное собственное значение = 14.785491, Спектральный разрыв = 9.2769823, Ошибка реконструкции QΛQᵀ = 0. Измените один из параметров и сравните показанные величины.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите A₁₁, A₁₂=A₂₁, A₂₂, Коэффициент I, Коэффициент A, Коэффициент A², Пробный вектор x, Пробный вектор y, Номер собственной компоненты.
  2. Расчёт основан на модели «P(A)=k₀I+k₁A+k₂A²; λ(P)=P(λ(A))». Перед применением проверьте её симметрию, размерность и допустимость выбранных коэффициентов.
  3. Сравните Минимальное собственное значение, Максимальное собственное значение, Спектральный разрыв, Ошибка реконструкции QΛQᵀ. При проверке устойчивости отдельно используйте оценку погрешности или невязку.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Чем этот расчёт отличается от простого поиска определителя?

Находит собственные значения симметричного оператора, выбранное собственное направление, спектральный разрыв, проекцию и контроль восстановления матрицы. Для несимметричной матрицы изучается регуляризованная симметричная AᵀA+ρI: это собственные значения грамовой матрицы, а не спектр самой A.

Почему матрица задана определённой формой?

Здесь исследуется конкретное семейство операторов; входные поля определяют все используемые коэффициенты и условия, а не произвольную символьную матрицу.

Как проверить результат?

Пример расчёта приведён на странице. В архив также входят контрольные наборы с независимой проверкой линейной алгебры через NumPy.

Похожие калькуляторы

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — анализ чувствительности

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Вычисляется не только решение, но и его изменение относительно невозмущённой системы. Модель A(δ)=[a+δ b; c d; 1 t], Δx=x(δ)−x(0).

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — зависимость от параметра t

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Параметр меняет два коэффициента матрицы с противоположными знаками; в особой точке возможен переход ранга. Модель A(t)=[a+t b; c d−t; e 1].

▦ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА

QR-разложение прямоугольной матрицы — матрица неполного ранга

Находит экономное QR-разложение прямоугольной матрицы, проверяет ортогональность Q и ошибку восстановления A=QR. Строки пропорциональны: псевдообращение даёт решение минимальной нормы, обычного обратного оператора нет. Модель A=[a b; ka kb; ca cb], rank(A)≤1.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_900080/

Предварительный просмотр