二次形式的逆

计算科学 矩阵
2021-12-13 20:25:12

我有一个形式的表达:

ACA

在哪里C是一个可逆的、对称的正定矩阵。我试图弄清楚上面的表达式是否可逆。C矩阵是n×nA矩阵是k×n. A 的每一行恰好有一个条目 =1 和一个条目 =-1,所有其他条目都是 0。

任何帮助,尤其是指向定理的帮助,将不胜感激。

1个回答

如果CRn×n是(对称和)正定和ARk×nkn, 然后ACATRk×k当且仅当是可逆的A有满级。(你可以想到ACAT作为投影C到由行跨越的子空间A,因此期望它们线性独立是有意义的。)

要看到这一点,让xRk{0}随意。如果A有完整的(行)排名,然后AT也有全(列)秩,因此是单射的。因此,y:=ATxRn{0}, 和正定性C产量

xT(ACAT)x=(ATx)TC(ATx)=yTCy>0,
IE,ACAT是(对称且)正定的,因此是可逆的。相反,如果A没有满级,AT不是单射的并且存在一个向量xRk{0}ATx=0因此ACATx=0. 它遵循ACAT不是单射的,因此不可逆。