證明 n級實對稱矩陣A是正定的充分必要條件為有逆實對稱矩陣c

2021-08-11 02:45:42 字數 4641 閱讀 8414

1樓:包遐思佟黛

若a是正定的,那麼存在k1,k2,...,kn>0與正交陣q,使得a=qt*diag(k1,k2,...,kn)q。其中qt代表q的轉置。

所以只要令c=qtdiag(根號k1,根號k2,...,根號kn)q,那麼就有:c是正交陣並且a=c^2

若存在可逆實對稱矩陣c使得a=c^2,則c可以用正交陣對角化,即c=qtdiag(m1,m2,...,mn)q,其中mi為非0實數

所以a=qtdiag(m1^2,m2^2,...,mn^2)qt為正定陣

2樓:南宮美媛訾詞

①選項a.由a與b合同,知存在可逆矩陣c,使得ctac=b,因此r(a)=r(ctac)=r(b),但反之,不成立,故a錯誤;

②選項b.由於a與b相似,則存在可逆矩陣p,使得p-1ap=b;而a與b合同,是指存在可逆矩陣c,使得ctac=b,p與c、p-1與ct不一定相等,故b錯誤;

③選項c.由於對稱矩陣合同的充分必要條件就是正負慣性指數相同,也就是正負特徵值的個數相同,因此c正確;

④選項d.tr(a)=tr(b)只能說明兩個矩陣的跡相同,即特徵值之和相同,這與兩個矩陣合同毫無關係.

故選:c.

證明:n級實對稱矩陣a是正定的充分必要條件為有逆實對稱矩陣c使得a=c方

3樓:匿名使用者

若a是正定的,那麼存在k1,k2,...,kn>0與正交陣q,使得a=qt*diag(k1,k2,...,kn)q。其中qt代表q的轉置。

所以只要令c=qtdiag(根號k1,根號k2,...,根號kn)q,那麼就有:c是正交陣並且a=c^2

若存在可逆實對稱矩陣c使得a=c^2,則c可以用正交陣對角化,即c=qtdiag(m1,m2,...,mn)q,其中mi為非0實數

所以a=qtdiag(m1^2,m2^2,...,mn^2)qt為正定陣

4樓:勇清妙豐雅

①選項a.由a與b合同,知存在可逆矩陣c,使得ctac=b,因此r(a)=r(ctac)=r(b),但反之,不成立,故a錯誤;

②選項b.由於a與b相似,則存在可逆矩陣p,使得p-1ap=b;而a與b合同,是指存在可逆矩陣c,使得ctac=b,p與c、p-1與ct不一定相等,故b錯誤;

③選項c.由於對稱矩陣合同的充分必要條件就是正負慣性指數相同,也就是正負特徵值的個數相同,因此c正確;

④選項d.tr(a)=tr(b)只能說明兩個矩陣的跡相同,即特徵值之和相同,這與兩個矩陣合同毫無關係.

故選:c.

設a為n階實對稱矩陣,證明:秩(a)=n的充分必要條件為存在一個n階實矩陣b,使ab+bta是正定矩陣

5樓:猴戳滔

|「必要性」bai(?)

利用反證法

du進行證明.

反設:zhir(a)<n,則|daoa|=0.於是λ=0是a的特專征值,

假設相應的特徵向量為x,即

屬:ax=0(x≠0),

所以:xtat=0.

從而:xt(ab+bta)x=xtabx+xtbtax=0,與ab+bta是正定矩陣矛盾,故假設不成立.所以,秩(a)=n.

「充分性」(?)

因為 r(a)=n,

所以a的特徵值λ1,λ2,…,λn全不為0.取矩陣b=a,則:ab+bta=aa+aa=2a2,它的特徵值為:2λ

,2λ,…,2λ

n全部為正,

所以ab+bta是正定矩陣.

6樓:左陽曜麻夜

首先知bai道一個定理:

a正定du

<=>存在可逆矩陣c,使

zhi得a=c*c的轉置dao

接下來證明你的題:

版因為a正定

所以存在可逆矩陣c,使權得a=c*c的轉置設c的逆的轉置=d

則d可逆,且

a的逆=d*d的轉置

(對上式兩邊取逆就得到了)

所以a的逆也是正定的

而a*a的伴隨=|a|*e

所以a的伴隨=|a|*a的逆

其中|a|是a的行列式,是一個正數

即為一個正數乘以一個正定陣,所以是正定的

n階實對稱矩陣a為正定矩陣的充要條件為什麼是a逆為

7樓:匿名使用者

實對稱陣a正定的充分必要條件是a的特徵值都為正。而a^(-1)的特徵值都是a的特徵值的倒數,所以:a正定<=>a的特徵值為正<=>a^(-1)的特徵值為正<=>a^(-1)正定。

證明實對稱矩陣a為正定矩陣的充要條件是存在可逆矩陣c使a=c^tc

8樓:笪格菲聊義

若a是正定的,那麼抄存在k1,k2,...,kn>0與正交陣baiq,使得a=qt*diag(k1,k2,...,kn)q。其中duqt代表q的轉置。

所以只要

zhi令c=qtdiag(根號k1,根號k2,...,根號kn)q,那麼就有:daoc是正交陣並且a=c^2

若存在可逆實對稱矩陣c使得a=c^2,則c可以用正交陣對角化,即c=qtdiag(m1,m2,...,mn)q,其中mi為非0實數

所以a=qtdiag(m1^2,m2^2,...,mn^2)qt為正定陣

9樓:文代桃汗可

如果a是正定的實對bai稱矩陣。

存在正du交矩陣zhip,有p^tap=b,且b是一個對角線上dao元素均大於零的版對角矩陣。

取權b1^2=b,(b1就是b各對角線上各元素的算術平方根構成的對角矩陣)

記c=b1p,那麼a=c^tc

反過來,a=c^tc,他是實對稱的。且合同與單位矩陣,故他是正定的。

證明 實對稱矩陣是正定矩陣的充要條件是它的特徵值都是正數

10樓:匿名使用者

1.高等代數上有個定理:對於任意一個n級實對稱矩陣a都存在一個n級正交矩 陣t,使t'at成對角型,而對角線上的元素就是它的特徵根。由此,開證,

(1)充分性:當對稱矩陣a的特徵根都為正數時,對角型矩陣t'at對角線上的元素均為正數,所以t'at為正定矩陣,又t為正交陣,所以a是正定陣。

(2)必要性:由於對稱矩陣a是正定矩陣,所以存在一個正交矩陣t,使t'at成對角型的對角線上的元素均為正值,而對角線上的元素又為a的所有特徵值,即a的特徵值均為正數。

你好,希望能夠幫到你。

11樓:真富貴考釵

這個問題首先要知道什麼是正定陣,以及實對稱矩陣的性質.

第一正定陣定義:a正定,就是任意非零列向量x,x'ax>0[這裡注意x'ax按照矩陣乘法後是一個數,既不是矩陣也不是向量]

第二譜分解定理:實對稱矩陣a,存在正交矩陣p,使得

p'ap為對角形,對角線上是a的n個特徵值,即p'ap=diag.

我們先來證明充分性

a實對稱,則存在正交矩陣p'ap=diag,對角線上是n個特徵值.

當對角線上特徵值全是正數時:對任意的非零向量x,y=px(此時x和y一一對應).則y'ay=x'p'apx=x'diagx

此時x'diagx按照矩陣乘法,可見是正數.這就說明了這樣一個結論:任意非零向量y,令x=p逆y,則y'ay>0,滿足正定定義.

反之,當a正定時,任意的向量尤其列向量x=(1,0...0)',令y=px,那麼y'ay=x'p'apx=x'diagx=k1(對角陣的第一個元素,也就是a的第一個特徵...則存在正交矩陣p',則y',令y=px;ay>,2)位(3..

;0[這裡注意x',所以k1>:實對稱矩陣a;ap為對角形,就會有對角陣上(2..,以及實對稱矩陣的性質,對角線上是n個特徵值;,這個問題首先要知道什麼是正定陣;diagx

此時x',因此n個特徵值都大於0,令x=p逆y;0;ay>,1;apx=x',3)位直到(n,存在正交矩陣p,1)..

一下分別取x=(0;p',就是任意非零列向量x;0,當a正定時.

本題的關鍵是要會運用正定性的定義(非零向量x的任意性.

反之;p'.

第一正定陣定義,可見是正數,n)位的元素是正數.0)'.這就說明了這樣一個結論;ay=x'ap=diag;0:對任意的非零向量x;apx=x'.

我們先來證明充分性

a實對稱,y=px(此時x和y一一對應):任意非零向量y,對角線上是a的n個特徵值;ay=x',也就是a的第一個特徵值).則y'.

0)',x',,滿足正定定義,二次型是個數),;ap=diag;diagx按照矩陣乘法:a正定,0.按照正定定義y'..

,譜分解定理(p是由a唯一決定的;ax>.

當對角線上特徵值全是正數時,即p'.,那麼y',任意的向量尤其列向量x=(1;直到x=(0,0,既不是矩陣也不是向量]

第二譜分解定理;diagx=k1(對角陣的第一個元素,使得

p'ax按照矩陣乘法後是一個數

試證明:實對稱矩陣a是正定矩陣的充分必要條件是存在可逆矩陣p,使a=ptp

12樓:匿名使用者

a正定,則存在正交陣q和對角元全是正數的對角陣d,使得a=q^tdq,記c是對角元是d的對角元的平方根的對角陣,即d=c^2=c^tc,於是a=q^tc^tcq,p=cq是可逆陣。

反之,a=p^tp,則任意的非零向量x,有px非零,於是x^tax=x^tp^tpx=(px)^t(px)=||px||^2>0,滿足正定定義。

證明實對稱矩陣是正定矩陣的充要條件是它的特徵值都是正數

1.高等代數上有個定理 對於任意一個n級實對稱矩陣a都存在一個n級正交矩 陣t,使t at成對角型,而對角線上的元素就是它的特徵根。由此,開證,1 充分性 當對稱矩陣a的特徵根都為正數時,對角型矩陣t at對角線上的元素均為正數,所以t at為正定矩陣,又t為正交陣,所以a是正定陣。2 必要性 由於...

n階實對稱矩陣A為正定矩陣的充要條件為什麼是A逆為正定矩陣

先來一些必bai要的陳述,說明實對稱矩du陣a的逆矩zhi陣也是實對稱矩陣,dao進而能討論正定版的問題。a 1 t a t 1 a 1 所以a的逆權矩陣也是實對稱陣。接下來正式開始證明 可以從特徵值的角度來看。必要性 如果n階實對稱矩陣a為正定矩陣,那麼a的正慣性指數為n,即a的所有特徵值x1,x...

證明 若A是正定矩陣(A一定是對稱矩陣)的充要條件是所有特徵值大於

a一定正交相似於對角陣,而討論對角陣的正定性比較簡單。經濟數學團隊幫你解答,請及 價。謝謝!設a是n階實對稱矩陣,證明a是正定矩陣的充分必要條件是a的特徵值都大於0 證 a是n階實對稱矩陣,則存在正交矩陣p,p p 1滿足 p ap diag a1,a2,an 其中a1,a2,an是a的全部特徵值 ...