用于特征向量 Python 的 QR 方法

我正在尝试使用 QR 方法找到矩阵 A 的特征向量。我找到了对应于最大特征值的特征值和特征向量。如何在不使用 numpy.linalg.eig 的情况下找到其余的特征向量?

import numpy as np

A = np.array([
    [1,0.3],[0.45,1.2]
])

def eig_evec_decomp(A,max_iter=100):
    A_k = A
    Q_k = np.eye(A.shape[1])
    
    for k in range(max_iter):
        Q,R = np.linalg.qr(A_k)
        Q_k = Q_k.dot(Q)
        A_k = R.dot(Q)

    eigenvalues = np.diag(A_k)
    eigenvectors = Q_k
    
    return eigenvalues,eigenvectors
 
evals,evecs = eig_evec_decomp(A)
print(evals)
# array([1.48078866,0.71921134])

print(evecs)
# array([[ 0.52937334,-0.84838898],#       [ 0.84838898,0.52937334]])

接下来我检查条件:

Ax=wx  
Where:
A - Original matrix;  
x - eigenvector;  
w - eigenvalue. 

检查条件:

print(np.allclose(A.dot(evecs[:,0]),evals[0] * evecs[:,0]))
# True
print(np.allclose(A.dot(evecs[:,1]),evals[1] * evecs[:,1]))
# False
cuijing6019 回答:用于特征向量 Python 的 QR 方法

算法中没有保证 Q_k 会将特征向量作为列。存在正交本征基的情况更为罕见。这是非常特殊的,以至于这个案例有一个名字,这些是正规矩阵,特征在于它们与它们的转置交换。

通常,您收敛到的 A_k 仍然是对角线上方具有非平凡内容的上三角形。通过计算 Q_k.T @ A @ Q_k 进行检查。从该结构可知,第 i 个特征向量是 k 的前 Q_k 列的线性组合。这可以在一定程度上简化求解特征向量方程。或者直接确定收敛的A_k的特征向量并用Q_k变换回来。

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