1楼:匿名用户
你好!是的,合同关系保持矩阵的定号性质,所以与正定矩阵合同的也一定是正定矩阵。经济数学团队帮你解答,请及时采纳。谢谢!
合同矩阵为什么有相同的正定性
2楼:111尚属首次
正定矩阵a的特征值都是正的,可相似对角化成 diag(a1,a2,...,an),ai>0.
即存在正交矩阵p,使 p'ap = diag(a1,a2,...,an)
取 c = diag( √a1,√a2,...,√an)则有 c'p'apc = c'diag(a1,a2,...,an)c = e
即 (pc)'a(pc) = e
所以a与单位矩阵合同.
两矩阵均正定,那么这两个矩阵合同
3楼:匿名用户
两个同阶的正定矩阵一定是合同的。这是因为矩阵正定的充分必要条件是它合同于单位阵,而且合同关系具有传递性。
为什么正定矩阵与单位矩阵合同?
4楼:匿名用户
正定二次型x^t·
a·x的标准型就是y^t·diag(1,1,....,1,1)·y矩阵a经过某合同变换后可以变为diag(1,1,....,1,1)同理可以得到非负定矩阵和diag(1,1,...
,1,1,0,...,0)合同
矩阵a与b合同,b为正定矩阵,那么a是正定矩阵吗
5楼:匿名用户
你好!a是正定矩阵,两个合同的矩阵具有相同的定号。经济数学团队帮你解答,请及时采纳。谢谢!
设a为n阶正定矩阵,b是与a合同的n阶矩阵,证明b也是正定矩阵.
6楼:匿名用户
这是基本结论,可由定义证明。经济数学团队帮你解答。请及**价。谢谢!
二次型、正定矩阵、矩阵合同的几何意义或实际意义是什么??
7楼:匿名用户
二次型英文名:quadratic form
设f(x_1,x_2,...x_n)=∑a_ij * x_i*x_j 这里a_ij是系数, 满足a_ij=a_ji
则称f为n元二次型。
将系数a_ij 按照下表ij排成矩阵, 亦即 a_ij 放在 第i行第j列的位置上。 这样我们
得到一个对称矩阵, 记为m。
如果m是正定的 (即只要x_1,...x_n 不全为零, 则 f 始终是正数)
就称f是正定的。
正定矩阵
设m是n阶实系数对称矩阵, 如果对任何非零向量
x=(x_1,...x_n) 都有 xmx^t>0,就称m正定。
正定矩阵在相似变换下可化为标准型, 即单位矩阵。
合同矩阵
给定两个n×n矩阵a和b,如果存在可逆矩阵c,使得b=c^t×a×c,c^t是矩阵c的转置。称矩阵a和b合同。
什么是矩阵的正定和负定?
8楼:匿名用户
一. 定义
因为正定二次型与正定矩阵有密切的联系,所以在定义正定矩阵之前,让我们先定义正定二次型:
设有二次型 ,如果对任何x 0都有f(x)>0( 0) ,则称f(x) 为正定(半正定)二次型。
相应的,正定(半正定)矩阵和负定(半负定)矩阵的定义为:
令a为 阶对称矩阵,若对任意n 维向量 x 0都有 >0(≥0)则称a正定(半正定)矩阵;反之,令a为n 阶对称矩阵,若对任意 n 维向量 x≠0 ,都有 <0(≤ 0), 则称a负定(半负定)矩阵。
例如,单位矩阵e 就是正定矩阵。
二. 正定矩阵的一些判别方法
由正定矩阵的概念可知,判别正定矩阵有如下方法:
1.n阶对称矩阵a正定的充分必要条件是a的 n 个特征值全是正数。
证明:若 , 则有
∴λ>0
反之,必存在u使
即 有这就证明了a正定。
由上面的判别正定性的方法,不难得到a为半正定矩阵的充要条件是:a的特征值全部非负。
2.n阶对称矩阵a正定的充分必要条件是a合同于单位矩阵e。
证明:a正定
二次型 正定
a的正惯性指数为n
3.n阶对称矩阵a正定(半正定)的充分必要条件是存在 n阶可逆矩阵u使 ;进一步有 (b为正定(半正定)矩阵)。
证明:n阶对称矩阵a正定,则存在可逆矩阵u使
令 则令 则反之,∴a正定。
同理可证a为半正定时的情况。
4.n阶对称矩阵a正定,则a的主对角线元素 ,且 。
证明:(1)∵n阶对称矩阵a正定
∴ 是正定二次型
现取一组不全为0 的数0,…,0,1,0…0(其中第i个数为1)代入,有
∴ ∴a正定
∴存在可逆矩阵c ,使
5.n阶对称矩阵a正定的充分必要条件是:a的 n 个顺序主子式全大于零。
证明:必要性:
设二次型 是正定的
对每个k,k=1,2,…,n,令
, 现证 是一个k元二次型。
∵对任意k个不全为零的实数 ,有
∴ 是正定的
∴ 的矩阵
是正定矩阵
即 即a的顺序主子式全大于零。
充分性:
对n作数学归纳法
当n=1时,
∵ , 显然 是正定的。
假设对n-1元实二次型结论成立,现在证明n元的情形。
令 , ,
∴a可分块写成
∵a的顺序主子式全大于零
∴ 的顺序主子式也全大于零
由归纳假设, 是正定矩阵即,存在n-1阶可逆矩阵q使
令 ∴再令 ,
有 令 ,
就有 两边取行列式,则
由条件 得a>0
显然 即a合同于e ,
∴a是正定的。
三. 负定矩阵的一些判别方法
1.n阶对称矩阵a是负定矩阵的充分必要条件是a的负惯性指数为n。
2.n阶对称矩阵a是负定矩阵的充分必要条件是a的特征值全小于零。
3.n阶对称矩阵a是负定矩阵的充分必要条件是a的顺序主子式 满足
, 即奇数阶顺序主子式全小于零,偶数阶顺序主子式全大于零。
由于a是负定的当且仅当-a是正定的,所以上叙结论不难从正定性的有关结论直接得出,故证明略。
四.半正定矩阵的一些判别方法
1. n阶对称矩阵a是半正定矩阵的充分必要条件是a的正惯性指数等于它的秩。
2. n阶对称矩阵a是半正定矩阵的充分必要条件是a的特征值全大于等于零,但至少有一个特征值等于零。
3. n阶对称矩阵a是负定矩阵的充分必要条件是a的各阶主子式全大于等于零,但至少有一个主子式等于零。
注:3中指的是主子式而不是顺序主子式,实际上,只有顺序主子式大于等于零并不能保证a是半正定的,例如:
矩阵 的顺序主子式 , , ,
但a并不是半正定的。
关于半负定也有类似的定理,这里不再写出。
9楼:逄俊贤闻凡
如果任一非零实向量x,都使二次型f(x)=x的转置*a*x>0,则我们说f(x)为正定二次型,f(x)的矩阵a称为正定矩阵。
请问合同矩阵为什么有相同的正定性?相似矩阵的正定性又有什么关系吗??
10楼:光孤子
由合同矩阵的定义,合同矩阵实际是把一个二次型变成了另一个二次型,并且这个变换是可逆的,所以这两个二次型就可以说是一样的,所以两个矩阵合同那么他们的正定性一定相同。这只是直观的理解,具体证明如下:设a与b合同,并且a正定那么a一定和单位矩阵i合同,由于合同的反身性和传递性可得b也和i合同,所以b一正定;反之若a不正定,则b也是不正定的。
对于相似矩阵由于他们的特征值相同,所以他们的正定性肯定相同。具体的内容参照黄廷祝主编的《线性代数与空间解析几何》的第五章和第六章内容