性质3。4 设,,,,则
式中是矩阵中第行第列的元素。
定义3。1 矩阵的共轭转置(或)定义为:, 或 。 其中表示矩阵行列上的元素,表示标量的复共轭。
如若
则性质3。5 设,,则
证 因为
同理可证。
性质3。6 设分别为阶和阶可逆矩阵,则也为可逆矩阵,且
证 由(3-1),有由(3-2)、(3-3)、(3-4)知,对于Kronecker积,转置和求逆的反序法已不再成立,这也是与通常的矩阵乘法的主要区别之一。
性质3。7 设,,则
证 与的标准形为与,即 (3-5)
其中分别为阶、阶、阶和阶非奇异矩阵,且,
中数1的个数为,中数1的个数为。
由式(3-5),有,
于是,由性质3。4,有
由性质3。6,,均为非奇异矩阵,故,
而的秩为,于是
性质3。8 设为阶矩阵,为阶矩阵,则有相似于。
证 容易验证,对矩阵进行一系列“相合”变换(这里指对调矩阵的第行与第行,然后再对调第列与第列),可以变成,即存在一个阶置换矩阵(有限个初等矩阵的乘积),使,
同理,对矩阵也有,
再由此种初等矩阵的性质,知,于是
性质3。9 设的特征值是,的特征值为,则的特征值是。
3。2 本章小结
本章主要归纳了矩阵的Kronecker积的一些基本性质,并且给出了相关证明,使我们能更直观深入的了解矩阵的Kronecker积。 下一章我们将继续详细介绍一些特殊矩阵的Kronecker积,加深对矩阵的Kronecker积的理解。
第四章特殊矩阵的kronecker积的性质
4。1 常见特殊矩阵
定义4。1 若是两个方阵的Kronecker积保持原来方阵的某一性质,则称这个性质是矩阵的Kronecker积的不变性。
从定义及基本性质可知,对角、对称、Hermite、正交、正规、非负、正定、置换等都遵循矩阵的Kronecker积的不变性,我们会在接下来详细说明。
性质4。1 若均为对角矩阵时,则也是对角矩阵。文献综述
性质4。2 若均为对称矩阵时,则也是对称矩阵。
定义4。2 设是一个阶复矩阵,为的共轭转置,,则将称为Hermite矩阵。 若,则称之为反Hermite矩阵。
性质4。3 若均为Hermite矩阵时,则也是Hermite矩阵。
定义4。3 满足条件或的任何实方阵A称为正交矩阵。
定义4。4 设为阶实矩阵,如果,即,则称为阶次正交矩阵,其中表示的次转置。
定义4。5 设矩阵,
我们把下面的矩阵
称为的次转置,记为。
性质4。4 若均为正交矩阵时,则也是正交矩阵。
性质4。5 若均为次正交矩阵时,则也是次正交矩阵。
证 因为均为次正交矩阵,从而于是
同理可证 即次正交矩阵的Kronecker积还为次正交矩阵。
定义4。6 设矩阵,如果,则称A是正规矩阵。
性质4。6 设是n阶正规阵,则也是正规阵。
证 因为均为正规阵,则
由性质3。4和3。5,可知
即也是正规阵。
定义4。7 设,若是(或者)对全部都成立,则称为非负矩阵(或者正矩阵),记作(或者)。