AI理论知识整理(3)-正定矩阵
1、一個(gè)n×nn\times nn×n方陣為正交矩陣
如果AAT=IAA^{T}=IAAT=I(I為單位矩陣,ATA^{T}AT表示“矩陣A的轉(zhuǎn)置矩陣”)或ATA=IA^{T}A=IATA=I,則n階實(shí)矩陣A稱(chēng)為正交矩陣
2、正交矩陣R在幾何上是一個(gè)旋轉(zhuǎn),保持夾角和距離不變,并保持某些方向,比如:
反射變換(refIection)又稱(chēng)為鏡像反射或鏡像變換,類(lèi)似于一個(gè)對(duì)象在
一面鏡子中的影子。二維平面上給定一條直線,我們可以作關(guān)于直線的鏡像反射;三維空間中,給定一個(gè)平面,我們可以做關(guān)于這個(gè)平面的鏡像反射。
3、對(duì)角矩陣除對(duì)角線外所有元素均為0。
4、n×nn\times nn×n方陣G為非負(fù)定,如果滿足:
(1)G為對(duì)稱(chēng)
(2)對(duì)任何n維向量xxx,有x′Gx≥0x^{'}Gx\geq0x′Gx≥0
如果G為正定的,則對(duì)任何n維向量xxx,除了x=0n×1x=0_{n\times1}x=0n×1?以外,有有x′Gx≥0x^{'}Gx\geq0x′Gx≥0
非負(fù)定矩陣也叫半正定矩陣。
5、G為非負(fù)定的,當(dāng)且僅當(dāng)有一個(gè)對(duì)角線矩陣D,它的對(duì)角線元素非負(fù),且有一個(gè)正交矩陣R,使得G=RDR′G=RDR^{'}G=RDR′,G為正定的,當(dāng)且僅當(dāng)有一個(gè)對(duì)角線矩陣D,它的對(duì)角線元素全為正數(shù),且有一個(gè)正交矩陣R,使得G=RDR′G=RDR^{'}G=RDR′。
其中,R的列為G的特征向量,D的對(duì)角線元素為特征值 。
6、根據(jù)正定矩陣的定義及性質(zhì),判別對(duì)稱(chēng)矩陣A的正定性有兩種方法:
(1)求出A的所有特征值。若A的特征值均為正數(shù),則A是正定的;若A的特征值均為負(fù)數(shù),則A為負(fù)定的。
(2)計(jì)算A的各階主子式。若A的各階主子式均大于零,則A是正定的;若A的各階主子式中,奇數(shù)階主子式為負(fù),偶數(shù)階為正,則A為負(fù)定的。
總結(jié)
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