如何判断一个矩阵是正定、负定还是半正定?

如题所述

特征值全为正数的矩阵为正定矩阵。反之,特征值全为负数的矩阵为负定矩阵。

    任意给一个对称阵,做他的特征分解:,那么,。这里,由于是一个正交阵,则为的一个线性变换。考虑到定义中具有任意性,显然也具有任意性。令,即原定义等价于分析是否存在任意的,使得恒成立。

    2.也就是说,【重要结论一】分析对称阵的正定性,等价于分析其特征值对角阵的正定性。

    3.为了叙述方便,记。容易知道,特征值对角阵是正定阵必须要求所有特征值为正,半正定则要求所有特征值非负。关键在于正定性定义中具有任意性。

    4.假若存在某个特征值,显然可以构造(第i位是1),则,则违背了正定性定义。由反证法容易知道【结论二,也就是正定性和特征值关系】正定必须所有特征值为正,也就是特征值均为正。同理可以证出,半正定要求特征值必须非负。

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