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谱半径

发布时间:2023-09-14 19:23:17

在数学中,矩阵或者有界线性算子的谱半径是指其特征值绝对值集合的上确界,一般若为方阵A的谱半径则写作ρ(A)。

谱半径介绍

在数学中,矩阵或者有界线性算子的谱半径是指其特征值绝对值集合的上确界,一般若为方阵A的谱半径则写作ρ(A)。

谱半径定义

谱半径

有幺元的复巴拿赫代数,a为

的元,a的谱为

。则a的谱半径为

谱半径正规元的谱半径

若x为含幺C*代数的正规元,则x的范数等于其谱半径。

谱半径方阵的谱半径

是复数域上的n阶方阵,又

是A的全部特征值,则

称为A的谱半径。

谱半径谱半径的估计

在讨论矩阵的范数时,我们知道,矩阵A的每一个特征值的模(绝对值),都不超过矩阵A(在任意一种矩阵范数

定义下)的范数

由此即得:

谱半径定理1

复数域上的任一n阶方阵

的谱半径

都不超过A的范数

这里

是任一方阵范数。

若取方阵范数

,则有下面的推论:

谱半径推论

(1)

(2)

谱半径

(3)

这里

为矩阵

的最大特征值。

是正规矩阵时,则有下述定理。

谱半径定理2

A为n阶正规矩阵,则

证明 因A是正规矩阵,故存在酉矩阵P,使得

由此可得

从而

又显然有

这里

中的某一值,因此有

所以

证毕。

由于对角形矩阵、实对称矩阵、实反对称矩阵、正交矩阵、酉矩阵、厄米特矩阵、反厄米特矩阵都是正规矩阵,所以对于它们都具有性质

谱半径定理3

对任意

,存在

上的某种矩阵范数

,使得对任意

恒有

谱半径

注意:这里的矩阵范数

与矩阵A无关。

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