若矩陣A是正規陣,證明 A的二範數等於A的譜半徑

2021-08-14 13:57:40 字數 627 閱讀 9959

1樓:

這個比較簡單,給出兩種證明過程:

命題:a是正規陣,必然存在酉陣q滿足:q' * a * q = d,d為對角陣且每個對角元為a的特徵值。

1. a的二範數 <=> a的最大奇異值 <=> max(sqrt(eig(a' * a))) <=> max(sqrt(eig(d' * d))) <=> d的模最大對角元 <=> a的譜半徑,證畢!

2. 記d = diag滿足|λ1| ≥ |λ2| ≥ ... ≥ |λn|,則|λ1|為a的譜半徑。

2.1 令x1為λ1對應的右特徵向量滿足a * x1 = λ1 * x1,必然有:||a*x1||₂/ ||x1||₂= |λ1| ≤ ||a||₂

2.2 令y1為a的2範數對應的單位向量,即:||y1||₂= 1且||a||₂= ||a*y1||₂。

y1可以被q線性表出為y1 = q * z1,且z1也為單位向量。不難得出:||a||₂= ||a*y1||₂= ||a*q*z1||₂= ||d*z1||₂≤ |λ1|

綜合2.1和2.2可得:||a||₂= |λ1|,證畢!

2樓:呵呵帝

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