设A=,其中s,n是正整数,证明ATA是实对称阵,并就正整数s,n的情况讨论矩阵ATA的正定性.

admin2016-05-03  26

问题 设A=,其中s,n是正整数,证明ATA是实对称阵,并就正整数s,n的情况讨论矩阵ATA的正定性.

选项

答案(ATA)T=AT(AT)T=ATA,则ATA是实对称矩阵. 当s>n时,A的列向量组线性相关(向量个数s>向量的维数n),故Ax=0有非零解,即存在x≠0, 使得Ax=0,从而使xTATAx=0,故当s>n时,ATA不是正定矩阵. 当s=n时,范德蒙德行列式|A|≠0,A是可逆矩阵,根据矩阵正定的充分必要条件,ATA是正定矩阵. 当s<n时,A的列向量组线性无关(当s=n时,A的列向量组线性无关,减少向量个数仍线性无关), Ax=0只有零解,即任给x≠0,均有Ax≠0,从而有(Ax)TAx=xTATAx>0,从而ATA是正定矩阵. 故当s≤n时,ATA是正定矩阵.

解析
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