同学们大家好，今天我们来学习特征值、特征向量。
1 印象
我们知道矩阵完成的是一个向量空间，到另一个向量空间的映射。比如某向量 ,经过矩阵映射后，变成了
。某向量
,经过矩阵映射后，变成了
。
在这个例子中,映射前的向量 与其对应的映射后向量
不在一条直线上,而映射前的向量
与其对应的映射后向量
在一条直线上。
也就是说， 矩阵对
只是起到了伸缩作用。那么这里的
，就可以写成
这里的 就称为矩阵
的特征值，
就称为此特征值对应的特征向量。
2 例子
比如我们有这样一张图片。
在图的中间，画一条线，下面我们我们沿着这条线，对图片进行翻转。而留言、点赞、转发的三个图标从左边变到了右边。
为了更好的显示映射过程，我们把原始图片放在左边。并在上面表示出水平方向和垂直方向上的向量。下面我们通过翻转矩阵，对图片进行翻转。
2.1 红色向量
先看红色这组向量,可以看到，翻转后，红色向量的方向保持不变，与翻转前保持在一条直线上，因此左边这个红色向量是特征向量。
又因为映射后其长度没有发生改变，因此特征值是1。也就是说，若左边红色向量为 ,那么右边红色向量就是
。这里的1就是翻转矩阵的一个特征值,
是特征值1所对应的一个特征向量。
2.2 黄色向量
看完了红色向量，下面来看看黄色向量。可以看到，翻转后，黄色向量完全转向，但与翻转前仍然保持在一条直线上。因此左边这个黄色向量仍然是特征向量。
又因为映射后其长度没有发生改变，因此特征值是-1,也就是说，若左边黄色向量为 ,那么右边黄边向量就是
。这里的-1就是翻转矩阵的另一个特征值，
是特征值-1所对应的一个特征向量。
概念理解了,下面我们来具体计算一下。
3 计算
例:求矩阵 的特征值与特征向量
解:
(1)由定义写出方程：
(2)由于特征向量 为非零向量，因此方程
有非零解，因此：
(3)解出特征值：
解得：
(4) 时求解特征向量：
(5) 时求解特征向量：
4 最后的话
最后，再多说一下,因为水平的方向上的特征值为-1，竖直方向上的特征值为1,那么这个矩阵，其实就是我们前面用到的翻转矩阵。
内容选自《马同学图解线性代数》，适合本科学习，考研数学，高校教学，欢迎加入学习！
