矩陣的跡 特徵值

2022-02-26 12:28:27 字數 1008 閱讀 7994

x∈p

(n×n

),x=(x

ii)的主對角線上的所有元素之和稱之為x的跡,記為tr(x),即tr(x)=∑x

ii性質:

(1)設有n階矩陣a,那麼矩陣a的跡(用tr(a)表示)就等於a的特徵值的總和,也即a矩陣的主對角線元素的總和。

1.跡是所有對角元的和

2.跡是所有特徵值的和

3.某些時候也利用tr(ab)=tr(ba)來求跡

(2)奇異值分解(singular value decomposition )

奇異值分解非常有用,對於矩陣a(p*q),存在u(p*p),v(q*q),b(p*q)(由對角陣與增廣行或列組成),滿足a = u*b*v

u和v中分別是a的奇異向量,而b是a的奇異值。aa'的特徵向量組成u,特徵值組成b'b,a'a的特徵向量組成v,特徵值(與aa'相同)組成bb'。因此,奇異值分解和特徵值問題緊密聯絡。

如果a是復矩陣,b中的奇異值仍然是實數。

svd提供了一些關於a的資訊,例如非零奇異值的數目(b的階數)和a的階數相同,一旦階數確定,那麼u的前k列構成了a的列向量空間的正交基。

設 a 是n階方陣,如果存在數m和非零n維

列向量x,使得 ax=mx 成立,則稱 m 是a的乙個特徵值(characteristic value)或

本徵值(eigenvalue)。

求解矩陣特徵值的方法

ax=mx,等價於求m,使得(me-a)x=0,其中e是單位矩陣,0為零矩陣。

|me-a|=0,求得的m值即為a的特徵值。|me-a| 是乙個n次多項式,它的全部根就是n階方陣a的全部特徵值,這些根有可能相重複,也有可能是複數。

如果n階矩陣a的全部特徵值為m1 m2 ... mn,則|a|=m1*m2*...*mn

同時矩陣a的跡是特徵值之和:tr(a)=m1+m2+m3+…+mn[1]

如果n階矩陣a滿足矩陣多項式方程g(a)=0, 則矩陣a的特徵值m一定滿足條件g(m)=0;特徵值m可以通過解方程g(m)=0求得

矩陣的跡以及跡對矩陣求導

矩陣的跡 就是 矩陣的主對角線上所有元素的和。矩陣a的跡,記作tr a 可知tra a aii,1 i n。證明 這個是tr ab tr ba 的推廣定理,很容易證明。根據定理tr ab tr ba 可知 tr abc tr ab c tr cab tr abc tr a bc tr bca 所以t...

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