输出6阶Hilbert矩阵B,要求各个元素用有理数形式显示;b)分别利用顺序主子式以及特征值方法去判断B的正定性。
时间: 2024-09-22 18:09:36 浏览: 75
CG.zip_16阶hilbert方程_16阶hilbert矩阵_16阶系数矩阵_airock_deerqeo
首先,我们来看如何生成6阶的希尔伯特矩阵Hilbert Matrix。在Python中,我们可以使用sympy库,它支持高精度的数学运算,包括有理数表示:
```python
from sympy import symbols, hilbert_matrix
# 创建一个6阶的Hilbert矩阵
B = hilbert_matrix(6)
B = B.applyfunc(lambda x: Rational(x.evalf(), 10**6)) # 转换为有理数形式,保留小数点后6位
print(B)
```
注意:由于希尔伯特矩阵是无穷序列的,通常只在有限维度下存在,上面的代码会生成一个6阶近似。
对于判断矩阵的正定性:
1. **顺序主子式法**:一个实对称矩阵是正定的,如果它的所有顺序主子式都是非负的。在Python中,可以逐次计算顺序主子式并检查它们是否大于等于零:
```python
from sympy.matrices import Matrix
def is_pos_definite(matrix):
for i in range(matrix.rows):
if matrix.det(i+1, i+1) < 0:
return False
return True
if is_pos_definite(B):
print("B是正定的")
else:
print("B不是正定的")
```
2. **特征值法**:一个实对称矩阵是正定的当且仅当所有特征值都大于零。可以使用sympy的eigenvals方法获取特征值并检查:
```python
eigenvalues = B.eigenvals()
if all(eigenvalue > 0 for eigenvalue in eigenvalues.values()):
print("B是正定的")
else:
print("B不是正定的")
```
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