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矩阵的Kronecker积的性质及其应用(3)

时间:2022-12-21 22:52来源:毕业论文
性质3。4 设,,,,则 式中是矩阵中第行第列的元素。 定义3。1 矩阵的共轭转置(或)定义为:, 或 。 其中表示矩阵行列上的元素,表示标量的复共轭。

性质3。4 设,,,,则

式中是矩阵中第行第列的元素。   

定义3。1 矩阵的共轭转置(或)定义为:, 或 。 其中表示矩阵行列上的元素,表示标量的复共轭。

如若

则性质3。5 设,,则

证  因为

同理可证。                                       

性质3。6 设分别为阶和阶可逆矩阵,则也为可逆矩阵,且

证  由(3-1),有由(3-2)、(3-3)、(3-4)知,对于Kronecker积,转置和求逆的反序法已不再成立,这也是与通常的矩阵乘法的主要区别之一。

性质3。7 设,,则

证  与的标准形为与,即       (3-5)

其中分别为阶、阶、阶和阶非奇异矩阵,且,

中数1的个数为,中数1的个数为。

由式(3-5),有,

于是,由性质3。4,有

由性质3。6,,均为非奇异矩阵,故,

而的秩为,于是

性质3。8 设为阶矩阵,为阶矩阵,则有相似于。

证  容易验证,对矩阵进行一系列“相合”变换(这里指对调矩阵的第行与第行,然后再对调第列与第列),可以变成,即存在一个阶置换矩阵(有限个初等矩阵的乘积),使,

同理,对矩阵也有,

再由此种初等矩阵的性质,知,于是

           

性质3。9 设的特征值是,的特征值为,则的特征值是。

3。2 本章小结

本章主要归纳了矩阵的Kronecker积的一些基本性质,并且给出了相关证明,使我们能更直观深入的了解矩阵的Kronecker积。 下一章我们将继续详细介绍一些特殊矩阵的Kronecker积,加深对矩阵的Kronecker积的理解。

第四章特殊矩阵的kronecker积的性质

4。1  常见特殊矩阵

定义4。1 若是两个方阵的Kronecker积保持原来方阵的某一性质,则称这个性质是矩阵的Kronecker积的不变性。

    从定义及基本性质可知,对角、对称、Hermite、正交、正规、非负、正定、置换等都遵循矩阵的Kronecker积的不变性,我们会在接下来详细说明。

    性质4。1 若均为对角矩阵时,则也是对角矩阵。文献综述

性质4。2 若均为对称矩阵时,则也是对称矩阵。

定义4。2  设是一个阶复矩阵,为的共轭转置,,则将称为Hermite矩阵。 若,则称之为反Hermite矩阵。

性质4。3 若均为Hermite矩阵时,则也是Hermite矩阵。

定义4。3 满足条件或的任何实方阵A称为正交矩阵。

定义4。4 设为阶实矩阵,如果,即,则称为阶次正交矩阵,其中表示的次转置。

定义4。5 设矩阵,

我们把下面的矩阵

称为的次转置,记为。

    性质4。4 若均为正交矩阵时,则也是正交矩阵。

    性质4。5 若均为次正交矩阵时,则也是次正交矩阵。

证  因为均为次正交矩阵,从而于是                   

同理可证 即次正交矩阵的Kronecker积还为次正交矩阵。

    定义4。6 设矩阵,如果,则称A是正规矩阵。

性质4。6 设是n阶正规阵,则也是正规阵。

证  因为均为正规阵,则

由性质3。4和3。5,可知

即也是正规阵。

    定义4。7 设,若是(或者)对全部都成立,则称为非负矩阵(或者正矩阵),记作(或者)。 矩阵的Kronecker积的性质及其应用(3):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_112964.html

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