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과학

고유벡터

고유벡터과학
영문명
Eigenvector
정의 식
Av = λv
필수 조건
v ≠ 0
대응하는 수
고유값 λ
고유벡터는 정방행렬 A의 작용을 받아 어떤 스칼라 λ배가 되는 0이 아닌 벡터다. Av=λv로 나타내며 그 λ가 대응하는 고유값이다.

실제로 곱해 확인하기

두 행 (1,2),(0,3)인 행렬 A에 v=(1,1)을 곱하면 (3,3)=3v다. 따라서 (1,1)은 고유값 3의 고유벡터다. 벡터의 모양만 보고 정하지 않고 행렬과의 관계로 확인한다.

스칼라배도 고유벡터

v가 고유벡터이고 c≠0이면 A(cv)=cAv=λ(cv)이므로 cv도 같은 고유값의 고유벡터다. 길이를 1로 정규화해 나타낼 수 있지만 정의상 반드시 단위벡터일 필요는 없다.

영벡터를 제외하는 이유

영벡터는 어떤 λ에 대해서도 A0=λ0을 만족하므로 특정 고유값의 성질을 구별해 주지 못한다. 따라서 고유벡터의 정의에서 제외한다. 고유공간에는 선형공간을 이루기 위해 영벡터를 포함한다는 점과 구별한다.

고유값마다 찾기

고유값 λ를 알면 (A−λI)v=0의 0이 아닌 해를 찾는다. 같은 고유값에 대응하는 고유벡터가 하나의 방향으로만 정해지는 것은 아니다. 예를 들어 단위행렬에서는 모든 0이 아닌 벡터가 고유값 1의 고유벡터다.

관련 문서

고유값 / 특성다항식 / 벡터 / 단위벡터 / 단위행렬 / 정방행렬 / 연립방정식 / 선형결합