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设A为n阶反对陈矩阵,则E-A^2为正定矩阵,请证明之.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/04 23:05:27
设A为n阶反对陈矩阵,则E-A^2为正定矩阵,请证明之.
设A为n阶反对陈矩阵,则E-A^2为正定矩阵,请证明之.
先约定符号矩阵A的转置记为AT
已知:A是反对称阵,即AT=-A
想要证明矩阵E-A^2为正定阵,首先要说明它是对称阵:
矩阵E-A^2=E+A×(-A)=E+A×AT,这是一个对称阵,可以证明E+A×AT的转置就是它本身
因为(E+A×AT)T=ET+(A×AT)T=E+(AT)T × AT=E+A×AT
其次再来证明E-A^2=E+A×AT为正定阵,这需要用到以下一个结论:
两个正定矩阵的和仍然是正定阵(直接利用二次型章节中正定阵的定义,就可以证明)
利用这个结论,如果证明了E和A×AT都是正定阵,那么它们的和E+A×AT,即E-A^2就是正定阵
易得,E的正定性
下面证明A×AT是正定阵,依据正定的定义
对于任意的非零向量y,yT×(A×AT)×y=(yT×A)×(AT×y)=(AT×y)T ×(AT×y)这是向量(AT×y)和此向量的转置(AT×y)T之乘积,是实数的平方和,一定大于零,
因此A×AT是正定阵