固有値と固有ベクトル

Rで学ぶデータサイエンスのための線形代数

Eric Eager

Data Scientist at Pro Football Focus

動機付け ― 顔認識

Rで学ぶデータサイエンスのための線形代数

行列とベクトルの積

  • 回転
  • 反射
  • 拡大縮小
  • 収縮
  • 射影
  • これらのあらゆる組合せ
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スカラー倍

スカラー c とベクトル $\vec{x}$ の積は次で表します。

$$c \vec{x}$$

これは $\vec{x}$ の各要素を c 倍するだけです。

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スカラー倍

print(x)
3 2 3
c <- 4
c*x
12  8 12
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行列積で実現するスカラー倍

スカラー倍は、特別な行列積で再現できます。

$$c I \vec{x} = c\vec{x}$$

ただし、適切なベクトル(またはその集合)に作用すると、スカラー倍と同じ働きをする行列は他にも多く存在します。

これらのスカラーとベクトルを、固有値と固有ベクトルと呼びます。

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行列積で実現するスカラー倍

print(A)
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    0    0
[2,]    0    3    0
[3,]    0    0    3
x <- c(3, 2, 3)
A%*%x
     [,1]
[1,]    9
[2,]    6
[3,]    9
3*x
9 6 9
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練習してみましょう!

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