Trouvez la matrice Hermite et ses valeurs uniques en Python

Chose que vous voulez faire:

--Créer une matrice Hermite d'algèbre linéaire et la cking avec Python --Cck en Python que la valeur unique est un nombre réel

Qu'est-ce que la procession hermite?

La matrice $ A $ qui a été transposée et le conjugué complexe de chaque composant s'appelle la matrice contingente et est représentée par $ A ^ {\ dagger} $. Qu'est-ce que Hermite à ce moment?

A^{\dagger}=A

Est établi

(Exemple) Définition de la matrice

A=\left(
\begin{matrix}
1 & 2+\sqrt{-1} \\
2-\sqrt{-1} & 4 
\end{matrix}
\right), B:=A^{\dagger}

(Autrement dit, mettons $ B $ comme une matrice contingente de $ A $):

> import numpy as np
> A = np.array([[1,2+1j],[2-1j,4]])
> B = np.conjugate(A.T) #L'inversion est un conjugué complexe!

Pour le moment, le contenu de ck

> A
array([[ 1.+0.j,  2.+1.j],
       [ 2.-1.j,  4.+0.j]])
> B
array([[ 1.-0.j,  2.+1.j],
       [ 2.-1.j,  4.-0.j]])

Vérifiez qu'il s'agit d'une matrice Hermite

Puisque $ B = A ^ {\ dagger} $, ce serait bien de dire $ A = B $.

> A-B
array([[ 0.+0.j,  0.+0.j],
       [ 0.+0.j,  0.+0.j]]) #OK!Eh bien, vous avez l'impression de pouvoir le voir, mais ...

Alors, souhaitez-vous trouver la valeur unique?

La valeur propre de la matrice Hermite $ A $ est réelle, mais c'est un contrôle. L'équation propre est $ \ det (\ lambda I_2-A) = 0 $, n'est-ce pas?

\begin{eqnarray}
\det(\lambda I_2-A) &=& (\lambda-1)(\lambda-4)-(2+\sqrt{-1})(2-\sqrt{-1})\\
&=& \lambda^2-5\lambda+4-5 \\
&=& \lambda^2-5\lambda-1
\end{eqnarray}

Donc, en théorie, cela ressemble à ceci:

\lambda = \frac{5\pm\sqrt{25-4\times(-1)}}{2}=\frac{5\pm\sqrt{29}}{2}

C'est un vrai nombre! En termes de mise en œuvre

> eigen_value, eigen_vector = np.linalg.eig(A)
> eigen_value
array([-0.1925824 -3.07382855e-18j,  5.1925824 -2.18970776e-16j])
> (5-np.sqrt(29))/2
-0.19258240356725187
> (5+np.sqrt(29))/2
5.1925824035672523

Donc, la partie imaginaire est sortie, mais comme d'habitude, c'est une partie numérique.

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