数学中的各种矩阵

一、单位矩阵

 单位矩阵的结构很简单: 

  1. 它是"正方形"(行数与列数相同) 

  2. 所有沿主对角线的元素都是1,而所有其他位置的元素都是0

egin{bmatrix}1&0&0\0&1&0\0&0&1\end{bmatrix}

二、可逆矩阵

 设A是n阶矩阵,如果有n阶矩阵B,使得:(AB=BA=E)成立,则称A为可逆矩阵,且称B为A的逆矩阵

 注意:若A是可逆矩阵,则其行列式(|A| eq 0),这是必要条件。如下,(AB=BA=E),故AB互为逆矩阵

(A = egin{bmatrix}-2 & 1\ 4 & -3end{bmatrix},B = egin{bmatrix}-3/2 & -1/2\ -2 & -1end{bmatrix})

 

三、海森矩阵(Hessian Matrix)

 多元变量的二阶导数矩阵,实例可以参考:http://mathonline.wikidot.com/hessian-matrices-examples-1#toc2

 

四、正定矩阵

 n×n的实对称矩阵A如果满足对所有非零向量(xepsilon R^n),对应的二次型(Q(x) = x^TAx),若(Q > 0),就称A为正定矩阵。若(Q < 0),就称A为负定矩阵。若(Q geq  0),就称A为半正定矩阵。若A既非半正定,也非半负定,则A为不定矩阵

 对称矩阵的正定性与其特征值密切相关。矩阵是正定的当且仅当其特征值都是正数

 根据正定矩阵的定义及性质,判别对称矩阵A的正定性有两种方法:

   1) 求出A的所有特征值。若A的特征值均为正数,则A是正定的;若A的特征值均为负数,则A为负定的。

   2) 计算A的各阶顺序主子式。若A的各阶顺序主子式均大于零,则A是正定的;若A的各阶顺序主子式中,奇数阶主子式为负,偶数阶为正,则A为负定的

 那么什么是顺序主子式呢?

 设实对称矩阵(A=egin{bmatrix}a_{11}&a_{12}&...&a_{1n}\a_{21}&a_{22}&...&a_{2n}\...&...&...&...\a_{n1}&a_{n2}&a_{n3}&a_{nn}end{bmatrix}),方阵(A)的行列式用(|A|)表示,各阶顺序主子式为(A_i),则有:

  一阶顺序主子式为:(A_1 = a_{11})

  二阶顺序主子式为:(A_2 = egin{bmatrix}a_{11} & a_{12}\ a_{21} & a_{22}end{bmatrix})

  三阶顺序主子式为:(A_3 = egin{bmatrix}a_{11} & a_{12} & a_{13}\ a_{21} & a_{22} & a_{23}\ a_{31} & a_{32} & a_{33}end{bmatrix})

  其余各阶顺序主子式依次类推。下表给出各矩阵的定义以及充分必要条件:参考-https://www.cnblogs.com/shiguihong/p/4052969.html

 

 

 

 

原文地址:https://www.cnblogs.com/always-fight/p/9172697.html