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设A,B是两个n阶实对称矩阵,并且A正定.证明: (1)存在可逆矩阵P,使得PTAP,PTBP都是对角矩阵; (2)当|ε|充分小时,A+εB仍是正定矩阵.
设A,B是两个n阶实对称矩阵,并且A正定.证明: (1)存在可逆矩阵P,使得PTAP,PTBP都是对角矩阵; (2)当|ε|充分小时,A+εB仍是正定矩阵.
admin
2019-02-26
107
问题
设A,B是两个n阶实对称矩阵,并且A正定.证明:
(1)存在可逆矩阵P,使得P
T
AP,P
T
BP都是对角矩阵;
(2)当|ε|充分小时,A+εB仍是正定矩阵.
选项
答案
(1)因为A正定,所以存在实可逆矩阵P
1
,使得P
1
T
AP
1
=E.作B
1
=P
1
T
BP
1
,则B仍是实对称矩阵,从而存在正交矩阵Q,使得Q
T
B
1
Q是对角矩阵.令P=P
1
Q,则 P
T
AP=Q
*
P
1
T
AP
1
Q=E,P
T
BP=Q
T
P
1
T
BP
1
Q=Q
T
B
1
Q.因此P即所求. (2)设对(1)中求得的可逆矩阵P,对角矩阵P
T
BP对角线上的元素依次为λ
1
,λ
3
,…,λ
n
,记 M=max{|λ
1
|,|λ
2
|,…,|λ
n
|}. 则当|ε|<1/M时,E+εP
T
BP仍是实对角矩阵,且对角线上元素1+ελ
i
>0,i=1,2,…,n.于是E+εP
T
BP正定,P
T
(A+εB)P=E+εP
T
BP,因此A+εB也正定.
解析
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考研数学一
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