问题标题:
【设C与D为n阶实矩阵,A=C′C,B=D′D,λ,μ为正实数,证明:(1)存在方阵P,使λA+μB=P′P;(2)若C与D之一为可逆矩阵,则上述矩阵P可逆.】
问题描述:
设C与D为n阶实矩阵,A=C′C,B=D′D,λ,μ为正实数,证明:
(1)存在方阵P,使λA+μB=P′P;
(2)若C与D之一为可逆矩阵,则上述矩阵P可逆.
顾晓鸣回答:
证明:(1)由于(λA+μB)′=λA′+μB′=λA+μB
∴λA+μB是实对称矩阵
∴对任给的α∈Rn,有
α′(λA+μB)α=λα′C′Cα+μα′D′Dα=λ(Cα)′(Cα)+μ(Dα)′(Dα)≥0
∴λA+μB是半正定矩阵
∴存在方阵P,使λA+μB=P′P
(2)若C与D之一为可逆矩阵,不妨设C可逆,
∴∀α∈Rn,α≠0,则Cα≠0
∴α′(λA+μB)α=λα′C′Cα+μα′D′Dα=λ(Cα)′(Cα)+μ(Dα)′(Dα)>0
∴λA+μB是正定矩阵
∴存在可逆矩阵P,使λA+μB=P′P
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