順序主子式

順序主子式

順序主子式是取n階方陣的部分元素化為行列式形式。方陣的第k階行列式是由該方陣的前k行和k列元素組成。對於n階方陣A,其共有n階順序主子式。通過計算方陣A的所有順序主子式,可以來判斷一個實二次型是否正定或方陣A是否為正定矩陣,也可以判斷方陣A是否可以進行唯一LU分解。

基本介紹

  • 中文名:順序主子式
  • 外文名:Sequential Principal Minor
  • 本質:由一系列行列式組成
  • 特性:n階方陣有n階順序主子式
  • 套用1:判定實二次型正定或矩陣正定
  • 套用2:判定矩陣是否可唯一LU分解
定義,套用,舉例,

定義

設A為
階矩陣,子式
稱為A的i階順序主子式。
對於
階的矩陣A,其共有n階順序主子式,即矩陣A的順序主子式由
共n個行列式按順序排列而成。

套用

判定實二次型正定或矩陣正定
1)實二次型
正定的充分必要條件為A的順序主子式全大於零。
2)n階矩陣
為正定矩陣的充要條件是A的所有順序主子式
根據以上兩個定理,可以通過計算矩陣A的所有順序主子式,來判斷一個實二次型是否正定或矩陣A是否為正定矩陣。
判定矩陣是否可唯一LU分解
設矩陣
的各階順序主子式Di(i=1,2...n-1)不等於0,則A有唯一LU分解
其中,L為單位下三角矩陣,U為上三角矩陣。
根據以上定理,可以通過計算矩陣A的所有順序主子式,來判斷矩陣A是否可以進行LU分解,且為唯一分解。

舉例

階矩陣
則A的順序主子式為:
所以A是正定的,由其構成的實二次型
是正定的。
因為A的n-1=2階順序主子式均不等於0,所以A有唯一LU分解,分解結果如下(
):

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