矩阵的谱(半径)及其性质

矩阵的谱或叫矩阵的谱半径,在特征值估计、广义逆矩阵、数值分析以及数值代数等理论的建树中,都占有极其重要的地位;

矩阵 ACn×n 的谱(半径) ρ(A) 定义为:

ρ(A)=max1in|λi|

也即矩阵的谱为矩阵的特征值的模的最大值;

关于矩阵的谱(半径)的一个重要性质即是:任意复数域上的矩阵的谱半径不大于其任意一种诱导范数(请问,该性质可以用来干嘛,用来对谱半径进行近似估计)。

也即,设 ACn×n ,且其特征值是 λi,i=1,2,n ,对 Cn×n 上任意一种矩阵非范数 A ,都有 ρ(A)=max1in|λi|A A 的谱半径是 A 的任意一种范数的下界

先作如下证明:
λ A 的任意一个特征值, x0⃗  是对应的特征向量。构造 n 阶矩阵 M=(x,0⃗ ,,0⃗ )0⃗  ,由于 Ax=λx ,则 AM=λM ,根据矩阵范数三角不等式有:

|λ|M=AMAM

M>0 (矩阵范数为标量),则有 |λ|<A ,自然 ρ(A)A

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