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矩阵分析第五章-精品.ppt

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矩阵分析第五章-精品.ppt

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矩阵分析第五章-精品.ppt

文档介绍

文档介绍:矩阵分析第五章-精品
(3) 三角不等式:对于 中的任意两个向量 都有
例 : 在 维线性空间 中,对于任意的向量
于是有
例 2 :设 是向量的范数,则
满足矩阵范数的定义,且 是与向量范
相容的矩阵范数。
证明:首先我们验证此定义满足范数的四条性质。非负性,齐次性与三角不等式易证。现在考虑矩阵范数的相容性。
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设 ,那么
因此 的确满足矩阵范数的定义。
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最后证明 与 是相容的。
由上面的结论可知
这说明 与 是相容的。
定义:上面所定义的矩阵范数称为由向量范数 所诱导的诱导范数或算子范数。由
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向量 P--范数 所诱导的矩阵范数称为矩阵P--范数。即
常用的矩阵P--范数为 , 和 。
定理:设 ,则
(1)
我们称此范数为矩阵 的列和范数。
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(2)

表示矩阵 的第 个特征值。我们称此范数为矩阵 的谱范数。
(3)
我们称此范数为矩阵 的行和范数。
例 1 :设
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计算 , , 和 。
解:
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因为
所以 。
练****设

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分别计算这两个矩阵的 , ,
和 。
例 2 :证明:对于任何矩阵 都有
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如何由矩阵范数构造与之相容的向量范数?
定理:设 是矩阵范数,则存在向量范数
使得
证明:对于任意的非零向量 ,定义向量范数 ,容易验证此定义满足向量范数的三个性质,且
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例:已知矩阵范数
求与之相容的一个向量范数。
解:取 。设
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那么
矩阵的谱半径及其性质
定义:设 , 的 个特征值为
,我们称
为矩阵 的谱半径。
例 1 :设 ,那么
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这里 是矩阵 的任何一种范数。
例 2 :设 是一个正规矩阵,则
证明:因为
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于是有
例 3 :设 是 上的相容矩阵范数。证明:
(1)

(2) 为可逆矩阵, 为 的特征值
则有
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例 5 :如果 ,则 均为可逆矩阵,且
这里 是矩阵 的算子范数。
矩阵序列与极限
定义:设矩阵序列 ,其中
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,如果 个数列
都收敛,则称矩阵序列 收敛。
进一步,如果
那么
我们称矩阵 为矩阵序列 的极限。
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例 :如果设 ,其中
那么
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定理: 矩阵序列 收敛于