Vetores e autovalores
Autovetores são vetores multiplicados por um autovalor em transformações lineares de uma matriz. Autovalores são constantes que multiplicam autovetores em transformações lineares de uma matriz.
Em outras palavras, os autovetores traduzem as informações da matriz original na multiplicação de valores e uma constante. Os autovalores são essa constante que multiplica os autovetores e que participa da transformação linear da matriz original.
Embora seu nome em espanhol seja muito descritivo, em inglês, os autovetores são chamados de autovetores e os autovalores, autovalores .
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Autovetores
Autovetores são conjuntos de elementos que, multiplicando qualquer constante, equivalem a multiplicar a matriz original e os conjuntos de elementos.
Matematicamente, um autovetor V =(v 1 ,…,v n ) de uma matriz quadrada Q é qualquer vetor V que satisfaça a seguinte expressão para qualquer constante h :
QV = hV
autovalores
A constante h é o autovalor que pertence ao autovetor V .
Os autovalores são as raízes reais (raízes que têm números reais como soluções) que encontramos usando a equação característica.
Características dos autovalores
- Cada autovalor tem infinitos autovetores, pois existem infinitos números reais que podem fazer parte de cada autovetor.
- Eles são escalares, podem ser números complexos (não reais) e podem ser idênticos (mais de um autovalor igual).
- Existem tantos autovalores quanto linhas ( m ) ou colunas ( n ) na matriz original.
Vetores e autovalores
Entre vetores e autovalores existe uma relação de dependência linear já que os autovalores multiplicam os autovetores.
Matematicamente
Se V é um autovetor da matriz Z e h é o autovalor da matriz Z , então hV é uma combinação linear entre vetores e autovalores.
função característica
A função característica é usada para encontrar os autovalores de uma matriz Z quadrada .
Matematicamente
(Z–hl) V = 0
Onde Z e h são definidos acima e I é a matriz identidade.
Termos
Para encontrar vetores e autovalores de uma matriz, o seguinte deve ser verdadeiro:
- Matriz quadrada Z : o número de linhas ( m ) é igual ao número de colunas ( n ).
- Matriz Z real . A maioria das matrizes usadas em finanças tem raízes reais. Que vantagem há em usar raízes reais? Bem, os autovalores da matriz nunca serão números complexos, e isso amigos, resolve muito a nossa vida.
- Matriz ( Z – hI ) não invertível: determinante = 0. Esta condição nos ajuda a encontrar sempre autovetores diferentes de zero. Se encontrarmos autovetores iguais a 0, então a multiplicação entre valores e autovetores seria zero.
Exemplo prático
Suponha que queremos encontrar os vetores e autovalores de uma matriz Z de dimensão 2×2:
1. Substituímos a matriz Z e I na equação característica:
2. Corrigimos os fatores:
3. Multiplicamos os elementos como se estivéssemos procurando o determinante da matriz.
4. A solução desta equação quadrática é h=2 eh=5. Dois autovalores porque o número de linhas ou colunas na matriz Z é 2. Assim, encontramos os autovalores da matriz Z que por sua vez tornam o determinante 0.
5. Para encontrar os autovetores teremos que resolver:
6. Por exemplo, (v 1 ,v 2 )=(1,1) para h=2 e (v 1 ,v 2 )=(-1,2) para h=5: