๋ณธ๋ฌธ ๋ฐ”๋กœ๊ฐ€๊ธฐ

๐Ÿš Subject Study/๐ŸŸง Linear Algebra6

์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ 5.5 5.5 ์ ˆ์—์„œ ๋ฐฐ์šธ ๊ฒƒ ๋ณต์†Œ์ˆ˜๊ฐ€ ํฌํ•จ๋˜์–ด ์žˆ๋Š” eigenvalue๋Š” ํŠน์ • ํ–‰๋ ฌ์˜ ์ˆจ๊ฒจ์ ธ ์žˆ๋Š” ์ •๋ณด๋ฅผ ๊ฐ–๊ณ  ์žˆ๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ์žˆ๋Š”๋ฐ ์‹ค์ œ ์‚ถ์— ์ง๋ฉดํ•˜๊ณ  ์žˆ๋Š” ๋ฌธ์ œ์ ๋“ค๊ณผ ์—ฐ๊ด€์ด ๊นŠ๋‹ค. ํ•ด๋‹น ๋ณต์†Œ์ˆ˜ eigenvalue๋ฅผ complex eigenvalue , complex eigenvector๋ผ๊ณ  ๋ถ€๋ฅธ๋‹ค. A ํ–‰๋ ฌ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋ฐ˜์‹œ๊ณ„ ๋ฐฉํ–ฅ์œผ๋กœ ํšŒ์ „ํ•˜๋Š” Transformation์„ ๋‚˜ํƒ€๋‚ธ๋‹ค. ์ด๋Š” 4๋ฒˆ์˜ ํšŒ์ „ ์ดํ›„ ์ž๊ธฐ ์ž์‹ ์ด ์‹œ์ž‘ํ–ˆ๋˜ ๊ณณ์œผ๋กœ ๋Œ์•„์˜ค๊ฒŒ ๋˜๋Š” ๋ฒกํ„ฐ์ด๋‹ค. ํ–‰๋ ฌ A๋Š” ์ด์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„์˜ eigenvecotr๊ฐ€ ์กด์žฌํ•˜์ง€ ์•Š๊ณ  ์‹ค์ˆ˜์˜ eigenvalue๊ฐ€ ์กด์žฌํ•˜์ง€ ์•Š๋Š”๋‹ค. ์ฆ‰, ํ–‰๋ ฌ A๋Š” ๋ณต์†Œ์ˆ˜ 2์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„์— ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๊ณ  Permit ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๊ณ , ์œ„์™€ ๊ฐ™์ด eigenvector๋ฅผ ํ‘œํ˜„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ํ–‰๋ ฌ A์˜ Eigenva.. 2021. 11. 1.
์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ 5.4 ์ด ํ˜•์‹์˜ ์„ ํ˜• ๊ณ„์‚ฐ์— ๋Œ€ํ•ด์„œ ์•Œ์•„๋ณด๋Š” ๋‹จ์›์ด๋‹ค. V = n์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„ W = m์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„ T = Linear Transformation V -> W B = V์˜ basis, C = W์˜ basis V์˜ coordinate vector ๋Š” n์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„์— ์กด์žฌํ•˜๋ฉฐ W์˜ coordinate vecto ๋Š” m์ฐจ์› ๊ณต๊ฐ„์— ์กด์žฌํ•œ๋‹ค. V ๊ณต๊ฐ„์€ n dimensional vector space์ด๊ณ  ์ด๊ฒƒ์˜ basis์€ n ์ฐจ์›์„ ์ด๋ฃจ๋Š” ์ง‘ํ•ฉ์ด ๋˜๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์— x๋Š” basis์˜ Combination์œผ๋กœ ํ‘œํ˜„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฏ€๋กœ ์ด๊ฒƒ์˜ Coodinate vector๋Š” basis์˜ ์ƒ์ˆ˜๋ฐฐ๋กœ ์ด๋ฃจ์–ด์ง„ ์ง‘ํ•ฉ์œผ๋กœ ํ‘œํ˜„ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  T์— ์˜ํ•ด Transformation ๋œ W ์ƒ์˜ ๊ณต๊ฐ„๋„ ์ด์™€ ๋งˆ์ฐฌ๊ฐ€์ง€๊ณ  ํ‘œํ˜„์„ ํ•˜๋ฉด (1)๊ณผ.. 2021. 11. 1.
์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ 5.3 ๋ณธ์งˆ์ ์œผ๋กœ Matrix์˜ Eigenvalue์™€ Eigenvector๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•˜๋Š” ์ด์œ ๋Š” ํ–‰๋ ฌ A์˜ ์ œ๊ณฑ ์ˆ˜๋ฅผ ๋น ๋ฅด๊ฒŒ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•จ์ด๋‹ค. Ex1) ์ฒ˜๋Ÿผ Diagnal Matrix์ด๋ฉด ํ–‰๋ ฌ D์˜ ์ œ๊ณฑ์€ ๊ทธ๋ƒฅ ์ž๊ธฐ ์ž์‹ ์˜ diagonal value๋ฅผ ์ œ๊ณฑํ•˜๋Š” ์ˆ˜๊ฐ€ ๋œ๋‹ค. Ex2) ๋Š” Matrix A๋ฅผ ์ฃผ๊ณ  A์˜ k ์ œ๊ณฑ ํ˜•์‹์„ ํ‘œํ˜„ํ•˜๋ผ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ƒ๊ฐ๋ณด๋‹ค ์ด๊ฒƒ์„ ๊ณ„์‚ฐํ•˜๋ ค๊ณ  ํ•˜๋ฉด ๊ต‰์žฅํžˆ ๋ฐ˜๋ณต์ ์ด๊ณ  ๋ณต์žกํ•œ ์ž‘์—…์ž„์„ ์•Œ ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ 5.2 ์ ˆ์—์„œ ๋ฐฐ์šด Similarity๋ฅผ ๊ฐ€์ง„ ํ–‰๋ ฌ D์™€ P๋ฅผ ๊ฐ€์ง€๊ณ  ๊ณ„์‚ฐ์„ ํ•œ๋‹ค๋ฉด ๋น„๊ต์  ์‰ฝ๊ฒŒ ๊ณ„์‚ฐ์„ ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์šฐ์„  ํ–‰๋ ฌ P์˜ ์—ญํ–‰๋ ฌ์„ ๊ตฌํ•˜๊ณ  ์œ„์™€ ๊ฐ™์€ ์„ฑ์งˆ์„ ์ด์šฉํ•œ๋‹ค๋ฉด ๋งˆ์ง€๋ง‰ ๊ณ„์‚ฐ ๋ถ€๋ถ„์„ ์ œ์™ธํ•˜๊ณ  Identity Matrix๋ฅผ ๊ณ„์† ๋งŒ๋“ค๊ณ  ์‰ฝ๊ฒŒ ์†Œ๊ฑฐํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. S.. 2021. 10. 25.
์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ 5.2 Matrix์˜ eigenvalue๋ฅผ ์ฐพ์œผ๋ผ๋Š” ๋ฌธ์ œ 1. 5.1์ ˆ ์ •๋ฆฌ๋ฅผ ์‚ฌ์šฉํ•ด์„œ Triangle์„ ๋งŒ๋“ ๋‹ค. 2. Diagonal์— ์žˆ๋Š” ์ˆ˜๊ฐ€ eigenvalue๊ฐ€ ๋˜์ง€ ์•Š์„ ๊นŒ ์ƒ๊ฐ์„ ํ•ด๋ณธ๋‹ค. ํ•ด๋‹น Matrix๋Š” Invertibleํ•˜๋ฉด ์•ˆ๋œ๋‹ค. ์ฆ‰ Determinant๊ฐ€ 0์ด ๋˜์–ด์•ผ ์—ญํ–‰๋ ฌ์ด ์กด์žฌํ•˜์ง€ ์•Š๊ฒŒ ๋˜๋ฏ€๋กœ Det์ด 0 ์ด ๋˜๋„๋ก ํ•˜๋Š” ์‹œ๊ทธ๋งˆ(T)๋ฅผ ๊ตฌํ•œ๋‹ค. Determinant์˜ ์„ฑ์งˆ์„ ๊ธฐ์–ตํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ค‘์š”ํ•˜๋‹ค. a๋ฒˆ์€ Det์ด 0์ด ์•„๋‹Œ ๊ฒฝ์šฐ์—๋งŒ ์—ญํ–‰๋ ฌ์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค๋Š” ์„ฑ์งˆ. b๋ฒˆ์€ ํ–‰๋ ฌ์˜ ๊ณฑ์˜ Det์€ ๊ฐ๊ฐ์˜ ํ–‰๋ ฌ Det์˜ ๊ณฑ๊ณผ ๋™์ผํ•˜๋‹ค๋Š” ์„ฑ์งˆ. c๋ฒˆ์€.... A์˜ Transformation์„ ํ•œ ๊ฒƒ์˜ Det๊ณผ A์˜ Det์ด ๋™์ผํ•˜๋‹ค๋Š” ์„ฑ์งˆ. d๋ฒˆ์€ ๋งŒ์•ฝ A๊ฐ€ ์‚ผ๊ฐ ํ–‰๋ ฌ์ธ ๊ฒฝ์šฐ Det์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๊ฐ๊ฐ์˜.. 2021. 10. 25.
์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ 5.1 ์˜ˆ์ œ1) ์—์„œ ๋ณผ ์ˆ˜ ์žˆ๋“ฏ, ๋ฒกํ„ฐ v์— Linear Transforamtion์„ ์‹œํ–‰ํ–ˆ์„ ๋•Œ Av ๊ฐ€ ๊ธฐ์กด์˜ ๋ฒกํ„ฐ v์˜ ์ƒ์ˆ˜๋ฐฐ ํ•œ ๊ฒƒ์œผ๋กœ ํ‘œํ˜„์ด ๋˜๋Š” ์ˆœ๊ฐ„์ด ์กด์žฌํ•œ๋‹ค. ์ด์ฒ˜๋Ÿผ ๋ฒกํ„ฐ์˜ Transformation by Matrix๋ฅผ ์‹œํ–‰ํ–ˆ์„ ๊ฒฝ์šฐ ๊ธฐ์กด์˜ ๋ฐฑํ„ฐ์˜ ์ƒ์ˆ˜๋ฐฐ๋กœ ํ‘œํ˜„์ด ๋œ๋‹ค๋ฉด ์‹œ๊ทธ๋งˆ(T) ๋ฅผ eigenvalue๋ผ๊ณ  ํ•˜๊ณ  ์ด๋ฅผ ๋งŒ์กฑํ•˜๋Š” ๋ฒกํ„ฐ x๋ฅผ eigenvector๋ผ๊ณ  ํ•œ๋‹ค. Ex2) ์—์„œ๋Š” ๊ฐ๊ฐ ๋ฒกํ„ฐ u์™€ v๊ฐ€ eigenvector์ธ์ง€๋ฅผ ๋ฌป๋Š” ๋ฌธ์ œ์ด๊ณ  ๊ฐ๊ฐ, Au, Av๋ฅผ ์‹œํ–‰ํ•ด์„œ Transformation๋œ ๋ฒกํ„ฐ๊ฐ€ ๊ธฐ์กด ๋ฐฑํ„ฐ์˜ ์ƒ์ˆ˜๋ฐฐ๋กœ ํ‘œํ˜„์ด ๊ฐ€๋Šฅํ•˜๋‹ค๋ฉด ํ•ด๋‹น ๋ฒกํ„ฐ๋Š” Matrix A์˜ eigenvector๋ผ๊ณ  ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ๊ฒƒ์ด๋‹ค. Ex3) ์€ ์ˆซ์ž 7์ด Matrix A์˜ eigenvalue์ธ์ง€๋ฅผ ๋ฌป.. 2021. 10. 25.
์„ ํ˜•๋Œ€์ˆ˜ํ•™ (์ˆ˜์—… ํ•„๊ธฐ ์ž๋ฃŒ) 2021. 10. 25.