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∥ ,即
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
這裡有三個定義 正規矩陣 譜半徑 譜範數 有一類矩陣 a aa,如 對角矩陣 實對稱矩陣 a aa top a a a 實反對稱矩陣 a a a top a a a 厄公尺特矩陣 ah aa h a ah a 反厄公尺特矩陣 ah a a h a ah a 正交矩陣 ata aat i a t a ...
2020 12 08 譜半徑 任何矩陣範數
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譜半徑和範數等價 矩陣範數
定義 對於任意矩陣a,都有乙個確定的實數 非負性 除了零矩陣,其他任意矩陣的 齊次性 對任意矩陣a和實數k,都有 三角不等性 對於任意兩個矩陣,都有 乘法不等性 對於任意兩個矩陣,都有 說明 任意矩陣都有範數,長方形 正方形 零值 復值矩陣都有範數!但都要滿足上面4條。常用的矩陣範數 下面常用的矩陣...