Section03_正定二次型
概念
- f=X⊺AX,若 ∀ X=0 有 X⊺AX>0,称 X⊺AX 为正定二次型,A 为正定矩阵
判别法
定义法
步骤
- A⊺=A
- ∀ X=0,证 X⊺AX>0
例题
- A,B 正定,证 A+B 正定
∵∴∴∴A,B正定∀ X=0,X⊺AX>0,X⊺BX>0∀ X=0,X⊺(A+B)X>0A+B正定
- Am×n,r(A)=n,B=A⊺A,证 B 正定
∵∴∴∴B⊺=A⊺A=B∀ X=0,X⊺BX=X⊺A⊺AX=(AX)⊺AXX=0,r(A)=nAX=0(AX)⊺AX=∣AX∣2>0B正定
特征值法
方法
- Th A⊺A,则 A 正定 ⇔ λi>0(1≤i≤n)
例题
- An×n 正定,证 A−1 正定
∵∴∴∴A正定λi>0,A⊺=A(A−1)⊺=(A⊺)−1=A−1A−1的特征值λi1>01≤i≤nA−1正定
- An×n 正定,证 det(A+2E)>2n
∵∴∴∵∴An×n正定λi>0,1≤i≤nA=2E的特征值λi+2det(A+2E)=i=1∏n(λi+2)det(A+2E)>2n
顺序主子式法
- A 正定 ⇔ 所有顺序主子式大于零,即
对于A=⎝⎛a11a21⋮an1a12a22⋮an2⋯⋯⋱⋯a1na2n⋮ann⎠⎞∀ k∈[1,n], ∣∣a11⋮ak1⋯⋱⋯a1k⋮akk∣∣>0