Autovetores & Autovalores

Geometria e álgebra de aplicações lineares, vetores e matrizes

A maioria dos vetores é desviada do curso quando uma matriz age sobre eles: eles rotacionam assim como esticam. Mas algumas direções especiais são invariantes. A matriz apenas os estica ou inverte, nunca os gira. Esses são os autovetores, e o fator de estiramento é o autovalor.

Leia em voz alta: aplicar A ao seu autovetor v devolve a mesma direção, apenas escalada por λ. Se λ = 2, aquela direção dobra; se λ = −1, inverte; se λ = 0.5, encolhe pela metade. Os autovetores formam o esqueleto da transformação, os eixos ao longo dos quais ela age mais simplesmente.

Arraste um vetor ao redor da figura. A maioria das direções visivelmente rotaciona sob A; apenas ao longo das direções de autovetor a saída permanece paralela à entrada.

Onde isso aparece no MLAutovetores são as direções ao longo das quais um processo naturalmente se move. Em PCA, os autovetores da matriz de covariância são os eixos de maior variância, as direções onde seus dados realmente se espalham. Em otimização, os autovalores da Hessiana descrevem a curvatura da loss em cada direção: autovalores grandes são paredes íngremes, pequenos são vales planos, e sua razão (o número de…
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