[再寄小读者之数学篇](2014-05-18 从正定矩阵构造正定矩阵)

简介: An 阶正定矩阵, x, yn 维列向量且满足 xty>0. 证明矩阵 $$\bex {\bf M}={\bf A}+\cfrac{{\bf x}{\bf x}^t}{{\bf x}^t{\bf y...

An 阶正定矩阵, x, yn 维列向量且满足 xty>0. 证明矩阵 \bexM=A+xxtxtyAyytAytAy\eex

正定. 

证明: (来自 chxp1234)易知Y0,从而YTAY>0.ZRn,Z0,ZTMZ=ZTAZ+ZTXXTZXTYZTAYYTAZYTAY=XTY[(ZTAZ)(YTAY)(ZTAY)2]+(XTZ)2(YTAY)(XTY)(YTAY)

在内积(X,Y)=XTAY下,Rn构成欧氏空间,于是由柯西不等式 (ZTAZ)(YTAY)(ZTAY)2=(Z,Z)(Y,Y)(Z,Y)20,
这样就有 ZTMZ0.
下证ZTMZ>0.否则易知ZTMZ=0的充要条件为 (Z,Z)(Y,Y)(Z,Y)2=0XTZ=0.
(Z,Z)(Y,Y)(Z,Y)2=0的充要条件为Y,Z线性相关,设为Z=kY(kR,k0),此时 XTZ=XT(kY)=kXTY>0.
从而ZRn,Z0,ZTMZ>0. 又易知M是实对称的,从而M是正定矩阵. 

 

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