目標:學習矩陣序列的收斂性、矩陣函式的計算(相似對角化法、jordan標準形、數項級數法)
其實,關於這一單元我們學習的知識點也不是很多,考試的時候只是乙個題型。
一、矩陣序列與矩陣級數
矩陣序列的線性性(即齊次性)、可逆性、收斂性(通過矩陣序列與極限的範數趨近於0判斷)
a為收斂矩陣的充要條件是譜半徑<1.(矩陣的譜半徑可以通過最大特徵值估算,或者特徵值估計的各種方法來求:比如譜半徑小於最大絕對行/列和)
矩陣序列的收斂性:利用部分和,大收(斂)收小收(斂),小發(散)大發(散)。
矩陣冪級數收斂判斷:如矩陣收斂半徑為r(通過a k/a k+1求),若譜半徑小於收斂半徑則收斂,否則則發散。
二、矩陣函式
如何將乙個矩陣函式轉換為冪級數的形式,列表如下:
2)矩陣函式值的計算
三種方法:
1.當矩陣是可逆方陣時,利用相似對角化的方法
先計算特徵值、特徵向量。
2.當矩陣不可逆,即不是n個特徵值時,任意矩陣可用jordan標準形法
設a的jordan標準形為j,則有可逆矩陣p,使:
3.數項級數求和法
將乙個矩陣冪級數轉化為m個數項級數的求和問題,此時利用矩陣函式冪級數展開式(圖2)比較簡單。
性質:
注意:不滿足交換律(除非滿足ab=ba)!!!
特殊性質:
矩陣的微分積分,一階線性常係數微分方程這一塊沒有講~
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