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正定矩陣 - alexanderkun

正定矩陣

正定矩陣式自共轭矩陣的一種。正定矩陣類似複數中的正實數。定義:對于對稱矩陣M,當且僅當存在任意向量x,都有

若上式大于等于零,則稱M為半正定矩陣。正定矩陣記為M>0。

也被稱為正定二次型

正定矩陣的判定

1、所有特征值為正數(根據譜定理,若條件成立,必然可以找到對角矩陣呢D和正定矩陣P,使M=P^-1DP);

2、所有的順序主子式為正定;

3、Cholesky分解得到的矩陣,其主對角線上的元素全為正數;

4、矩陣有半雙線性映射形式。

首先解釋雙線性映射。假設三個向量空間X, Y和Z,有Z = B(X, Y)。對于X或Y中的任意向量都有到Z的唯一映射。如果把X固定,Y中的元素就存在到Z的線性映射,反過來也一樣。

所謂半雙線性映射,就是它的兩個參數一個是線性的,另一個是半線性的(或共轭線性)。如:

複數空間的内積都是半雙線性的。

正定矩陣的性質

1、正定矩陣均可逆,且逆矩陣也為正定矩陣;

2、正定矩陣與正實數的乘積也為正定;

3、迹Tr(M)>0;

4、存在唯一的平方根矩陣B,使得: