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已知矩阵A是n阶正定矩阵,证明:A﹣1是正定矩阵.
已知矩阵A是n阶正定矩阵,证明:A﹣1是正定矩阵.
admin
2020-06-05
55
问题
已知矩阵A是n阶正定矩阵,证明:A
﹣1
是正定矩阵.
选项
答案
因为A正定,所以A
T
=A,那么(A
﹣1
)
T
=(A
T
)
﹣1
=A
﹣1
,于是A
﹣1
是对称矩阵. 方法一 (用特征值)设矩阵A
﹣1
的特征值是λ
1
,λ
2
,…,λ
n
,则矩阵A的特征值是[*].由A正定,知其特征值[*]﹥0(i=1,2,…,n),从而矩阵A
﹣1
的特征值是λ
i
﹥0(i=l,2,…,n)全大于0.因此矩阵A
﹣1
正定. 方法二 因为矩阵A正定,故存在可逆矩阵C使C
T
AC=E,那么 (C
T
AC)
﹣1
=C
﹣1
A
﹣1
(C
T
)
﹣1
=C
﹣1
A
﹣1
(C
﹣1
)
T
=E 所以A
﹣1
与E合同,故A
﹣1
正定. 方法三 (用定义)注意到对于任意非零向量x,有 x
T
A
﹣1
x=x
T
(A
﹣1
AA
﹣1
)x=(x
T
A
﹣1
)A(A
﹣1
x)=(A
﹣1
x)
T
A(A
﹣1
x)﹥0(A
﹣1
x≠0) 从而A
﹣1
正定. 方法四 因为A正定,那么A对称且可逆,于是A
T
A
﹣1
A=A,所以A
﹣1
与A合同,进而二次型x
T
Ax与x
T
A
﹣1
x有相同的正、负惯性指数.因此,由x
T
Ax是正定二次型,可知x
T
A
﹣1
x也为正定二次型,故A
﹣1
正定.
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/2Nv4777K
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考研数学一
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