设A是n阶实对称矩阵.证明: (1)存在实数c,使对一切x∈Rn,有|xTAx|≤cxTx. (2)若A正定,则对任意正整数k,An也是对称正定矩阵. (3)必可找到一个数a,使A+aE为对称正定矩阵.

admin2016-04-11  65

问题 设A是n阶实对称矩阵.证明:
    (1)存在实数c,使对一切x∈Rn,有|xTAx|≤cxTx.
    (2)若A正定,则对任意正整数k,An也是对称正定矩阵.
    (3)必可找到一个数a,使A+aE为对称正定矩阵.

选项

答案(1)设A的特征值为λ1,λ2,…,λn.令c=max{|λ1|,|λ2|,…,|λn|},则存在正交变换x=Py,使xTAx=[*]=cyTy=cxTx. (2)设A的特征值为λ1,…,λn,则λi>0(i=1,…,n),于是,由Ak的特征值为λ1,…,λn,它们全都大于0,可知Ak为正定矩阵。 (3)因为(A+aE)T=A+aE,所以A+aE对称.又若A的特征值为λ1,…,λn,则A+aE的特征值为λ1+a,…,λn+a.若取a=max{|λ1|+1,…,|λn|+1},则λi+a≥λi+|λi|+1≥1,所以A+aE正定.

解析
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