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首页非奇异M矩阵Hadamard积的最小特征值下界新估计
矩阵的Hadamard积,也被称为Schur乘积或Hadamard乘积,是两个同样维度的矩阵通过逐元素相乘的方式得到的新矩阵。在这个特定的研究中,作者崔润卿和司纪龙针对非奇异M矩阵A和B,探讨了它们Hadamard积的最小特征值τ(BA^(-1))的下界估计问题。M矩阵是一种特殊的矩阵,其所有主子矩阵都是非负的,并且所有的行和列和都大于零,这赋予了它们独特的性质。 Gerschgorin圆盘定理是分析矩阵特征值的一种重要工具,它允许通过矩阵元素来估计特征值的范围。利用这个定理,作者提出了一种新的下界估计公式,该公式仅依赖于矩阵A和B的具体元素,从而简化了计算过程。相比于现有的下界估计方法,这个新公式显示出更高的精度,尤其是在实际应用中的数值例子中得到了验证。 在本文中,关键概念包括M矩阵的特性、Hadamard积的特性以及特征值的估计。M矩阵的非负性和秩条件对于确定Hadamard积的性质至关重要,而Gerschgorin圆盘定理则提供了一个直观且有效的工具来处理这种特定的乘积。最小特征值的估计在许多领域,如控制理论、信号处理和线性代数的其他分支中,都有着重要的应用,因此这个新下界估计的改进具有广泛的实际意义。 总结来说,这篇论文的主要贡献在于提供了一种更为精确且计算简便的方法来估计非奇异M矩阵Hadamard积的最小特征值,这对于理解和优化这类矩阵的性质,特别是其谱分析,具有显著的价值。通过实际案例的对比,作者展示了他们的新方法在提升计算效率和准确性方面的优势。
资源详情
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矩
阵的
Hadamard
积最小特征值的下界估计
崔
润卿
,
司纪龙
(
河
南理工大学 数学与信息科学学院
,
河南 焦作
454000)
*
摘
要
:
对
A
和
B
是非奇异
M
矩阵
,
利用著名的
Gerschgorin
圆盘定理
,
给出了
B
和
A
- 1
的
Hadamard
积
B
A
- 1
的
最小特征值 τ
( BA
- 1
)
新
的下界估计式
,
此下界估计式改进了现有
的几个结果
,
并且这个下界估计式只涉及矩阵
A
和
B
的元素
,
易于计算
.
例证表明
,
所得
下界估计式要比现有的下界估计式更加精确
.
关 键 词
: M
矩阵
; Hadamard
积
;
下界
;
最小特征值
中图分类号
: O175. 9
文献标识码
: A
文章编号
: 1673 - 9787 ( 2011) 04 - 0493 - 04
Estimate of lower bounds for the minimum eigenvalue of
Hadamard product of matric es
CUI Run - qing,SI Ji - long
( School of Mathematics and Informatics,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,Henan,China)
Abstract: Let A and B be nonsingular M matrices,this paper gives a new lower bound which is the minimum
eigenvalue
τ
( B
A
- 1
) of the Hadamard product of A
- 1
and B by applying the famous Gerschgorin disc the-
orem,the bound improves several existing results and the estimating formula is easier to calculate for it is only
depending on the entries of matries A and B. The given numerical example shows that estimating formulas of
the bound is better than several known estimating formulas.
Key words: M matrix; Hadamard product; lower bounds; minimum eigenvalue
0
引 言
设
N
表
示集合
{ 1,2,…,n}
,n
为
正整数
,R
n × n
( C
n × n
)
表
示实数域
R (
复数域
C)
上所有
n
× n
矩阵
A = ( a
ij
)
的
集合
.
如果矩阵
A = ( a
ij
)
的
所有元素
a
ij
≥
0,
则
称矩阵
A
是非负矩阵
,
记为
A
≥
0.
非负矩阵
A = ( a
ij
)
中
的所有元素
a
ij
> 0,
则
称矩阵
A
是正矩阵
,
记为
A > 0,
矩阵
A
的
n
个
特征值的模的最大值称为
A
的谱半径
,
记为 ρ
( A) .
如果
A
≥
0,
根据
Perron - Frodenius
定理可知
,
ρ
( A)
∈σ
( A)
,
其
中 σ
( A)
表示
A
的所有特征值的集合
.
设矩阵
A
是
n × n
阶方阵
,
如果存在一个
置换矩阵
P,
使得
PAP
T
=
B C
0
(
)
D
,
其
中
B,D
分别是
r × r
阶方阵和
( n - r) × ( n - r)
阶方阵
,1
≤
r < n,
则称
A
是可约的
,
否则称
A
是不可约的
.
设
Z
n
= { A = ( a
ij
) | A
∈
R
n × n
,a
ij
≤
0,
i ,j
∈
N,i
≠
j}
,
则
称
Z
n
的
矩阵
A
是
Z
矩阵
(
简记为
A
∈
Z
n
) .
如
果
A
∈
Z
n
,
则
A
可
表示为
A = sI - B,
其
第
30
卷
第
4
期
2011
年
8
月
河南理工大学学报
(
自然科学版
)
JOURNAL OF HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY ( NATURAL SCIENCE)
Vol. 30 No. 4
Aug. 2011
*
收
稿日期
: 2011 - 03 - 26
基金项目
:
国家自然科学基金资助项目
( 61074095)
;
教育部博士点基金资助项目
( 110190) .
作
者简介
:
崔润卿
( 1966 - )
,
男
,
河
南偃师人
,
副教授
,
从事矩阵分析方面的研究与教学工作
.
E - mail: cuirunqing@ hpu. edu. cn
DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2011.04.002
中国煤炭期刊网
www.chinacaj.net
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