若矩阵A是正规阵,证明:A的二范数 等于 A的谱半径。

如题,请高手帮忙解答, 谢谢。
2024-11-24 15:55:00
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回答1:

这个比较简单,给出两种证明过程:
命题:A是正规阵,必然存在酉阵Q满足:Q' * A * Q = D,D为对角阵且每个对角元为A的特征值。
1. A的二范数 <=> A的最大奇异值 <=> max(sqrt(eig(A' * A))) <=> max(sqrt(eig(D' * D))) <=> D的模最大对角元 <=> A的谱半径,证毕!
2. 记D = diag{λ1, λ2, ..., λn}满足|λ1| ≥ |λ2| ≥ ... ≥ |λn|,则|λ1|为A的谱半径。
2.1 令x1为λ1对应的右特征向量满足A * x1 = λ1 * x1,必然有:||A*x1||₂/ ||x1||₂= |λ1| ≤ ||A||₂
2.2 令y1为A的2范数对应的单位向量,即:||y1||₂= 1且||A||₂= ||A*y1||₂。y1可以被Q线性表出为y1 = Q * z1,且z1也为单位向量。不难得出:||A||₂= ||A*y1||₂= ||A*Q*z1||₂= ||D*z1||₂≤ |λ1|
综合2.1和2.2可得:||A||₂= |λ1|,证毕!

回答2:

9

回答3:

正规矩阵怎么定义的,二范数怎么定义的