在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

📐 Eigenvalue 計算機

專業免費的 Eigenvalue 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
λ₁ =3λ₂ =1 實數特徵值
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是 2×2 矩陣特徵值計算器?

方陣 A 的特徵值是指一個純量 \lambda,使得存在某個非零向量 v 滿足 Av = \lambda v。本計算器可求出任意 2×2 矩陣 A = \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix} 的兩個特徵值,無論結果為實數,或是一對共軛複數,都能自動處理。

如何使用

請依序輸入矩陣的四個元素:第一列填入 a 與 b,第二列填入 c 與 d。計算器會算出跡數(trace)、行列式(determinant)與判別式(discriminant),接著回傳兩個特徵值。若判別式為負數,結果會以共軛複數 x ± yi 的形式呈現。

公式解析

特徵值是特徵方程式 \det(A - \lambda I) = 0 的解。對 2×2 矩陣而言,展開後即為

\lambda^2 - (tr)\lambda + \det = 0
其中跡數 tr = a + d,行列式 \det = ad - bc。套用一元二次方程式的公式即可得到
\lambda = ((tr ± √(tr^2 - 4 · \det)) ÷ (2))
根號內的數值 tr^2 - 4 · \det 就是判別式:當它為正時,特徵值為兩個相異實數;當它為零時,為一個重根(重複的實數特徵值);當它為負時,則為一對共軛複數。

範例演算

以 A = \begin{bmatrix} 2 & 1 \\ 1 & 2 \end{bmatrix} 為例:tr = 4,\det = 2 · 2 - 1 · 1 = 3,判別式 = 16 - 12 = 4。因此

\lambda = ((4 ± 2) ÷ (2))
得到 \lambda_1 = 3 與 \lambda_2 = 1。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

判別式為負數時會怎樣?
代表該矩陣沒有實數特徵值;此時計算器會回傳共軛複數 \(\frac{\text{tr}}{2} \pm \frac{\sqrt{-\text{disc}}}{2}i\)。
兩個特徵值可能相等嗎?
會的。當判別式恰好為零時,兩個特徵值都等於 \(\frac{\text{tr}}{2}\),也就是所謂的重根。
特徵值能告訴我什麼?
特徵值描述線性變換 A 沿著各特徵向量方向對空間的伸縮程度,在穩定性分析、主成分分析(PCA)以及微分方程中都是核心概念。