矩陣的譜(半徑)及其性質

2021-07-09 19:10:43 字數 842 閱讀 8209

矩陣的譜或叫矩陣的譜半徑,在特徵值估計、廣義逆矩陣、數值分析以及數值代數等理論的建樹中,都占有極其重要的地位;

矩陣 a∈c

n×n 的譜(半徑) ρ(

a)定義為: ρ(

a)=max1≤

i≤n|

λi|

也即矩陣的譜為矩陣的特徵值的模的最大值;

關於矩陣的譜(半徑)的乙個重要性質即是:任意複數域上的矩陣的譜半徑不大於其任意一種誘導範數(請問,該性質可以用來幹嘛,用來對譜半徑進行近似估計)。

也即,設 a∈

cn×n

,且其特徵值是λi

,i=1

,2…,

n ,對 cn

×n上任意一種矩陣非範數 ∥a

∥ ,都有 ρ(

a)=max1≤

i≤n|

λi|≤

∥a∥ ,

a 的譜半徑是

a的任意一種範數的下界

先作如下證明: 設 λ

是 a 的任意乙個特徵值,x≠

0⃗ 是對應的特徵向量。構造

n 階矩陣 m=

(x,0

⃗ ,…,

0⃗ )≠

0⃗ ,由於 ax

=λx ,則 am

=λm ,根據矩陣範數三角不等式有: |λ

|∥m∥

=∥am

∥≤∥a

∥∥m∥

而 ∥m

∥>

0 (矩陣範數為標量),則有 |λ

|<∥a

∥ ,自然 ρ(

a)≤∥a∥。

正規矩陣的譜半徑等於譜範數

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