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矩阵的范数

 

定义 5.2定义若A是n阶方阵, 是一种向量范数, 则实数

                                       (5.7)

称为 A的 导出矩阵范数

矩阵范数具有下列基本性质:

( 1) ,仅当A=0时,有

(2) 对任意数λ,有 ,                                      (5.8)

( 3)

( 4)

( 5)对任意向量X,有

事实上,由式(5.7)定义的实数 显然满足式(5.8)中的性质(1),(2)与(5),我们证明性质(3),(4)。由向量范数的三角不等式和矩阵范数性质(5)得

                                 

于是有

由式( 5.7)得

所以性质( 3)成立.由矩阵范数性质(6)有

于是有

由式( 5.7)得

所以性质( 4)成立.

由三种常用向量范数导出的三种常用矩阵范数为:

                                  (5.9)

例 2. 已知 ,求

由定义得

因位

其特征方程为

两个根为

由定义得

定义 5.3 为矩阵 A 的特征值,则实数
                                                             (5.10)

称为 A 的谱半径。

定理 5.4阶实方阵, 的任一范数,则有
                                                                 (5.11)

证明 为矩阵 的任一特征值, 为其相应的特征向量,则有

所以                            

                                                     

定理 5.5对任给 ,则存在范数 ,使得
                                                             (5.12)

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