二次型

1. 对称矩阵A的最大/最小特征值,等于对应二次型xTAx在||x||=1条件下的最大最小值。

解释:因为A是对称矩阵,因此可对角化为D,且对角化后的相似矩阵D与原矩阵A具有相同特征值。

若将原对称矩阵A看做向量组在标准(单位正交)基下的表示,将D看做向量组在另一个单位正交基下的表示,那么二次型yTDy与xTDx在||x||=1(也就是||y||=1,因为两个基都是单位正交)条件下理应具有相同的最大最小值。

矩阵D解耦了各方向向量,因此可以更简单的看出||y||=1限制条件下的最大最小值,就是其对角线元素的最大最小值,也就是最大最小特征向量。

2. 如果对上述问题增加限制条件xTu1=0,u1是最大特征值对应特征向量,那么因为x与最大特征向量正交,因此在该方向上取值只能为0,因此最大值就退到第二大特征向量。

 

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