故若 为 的减号逆时, 就是 的减号逆。
例1 设 , , ,则
,
故 与 均为 的减号逆。
例2 若 则 ,其中 是任意实数。
证 因为对任意 ,均有
(4)
故
(5)
反之,对任意 阶矩阵 ,若要满足
(6)
则必有 ,故 为 形式。
例2表明,标准型 的减号逆存在且不唯一,位置 中不同的数即代表不同的减号逆。
下面讨论当 为一般非零矩阵时,其减号逆的存在性以及是否唯一性。来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766
引理1设, , , 为满秩方阵,若 是 的减号逆,则 的减号逆可表示为
证 因为 减号逆为 ,故有
又因为 和 均是满秩方阵,故有
引理1说明,两个等价矩阵 , 之间,若其中一个能求出其减号逆,则另一个必定也能求出其减号逆。
定理1(存在性和不唯一性)任意 阶矩阵 ,其减号逆 必存在且不唯一。
证 若 ,即 ,此时对任意的 ,都有 ,故任意的 阶矩阵 均为零矩阵的一个减号逆。
若 ,那么必存在 阶满秩矩阵 和 阶满秩矩阵 ,使得
即为标准型,由例二知的减号逆存在,形式为
, 中填任意不同的数即代表不同的
再由引理1得 (14)
若 奇异,则 不唯一。
上述证明也给出了一种求减号逆的方法,下面给出一个具体的例子。
例3 设 ,求 。
解 亦即满足定理1中的其中由例2得,标准型B的减号逆为
中不同的数也对应不同的 ,减号逆不唯一。论文网
2。2自反广义逆
对于非奇异方阵,通常我们有 ,这种性质我们称之为“自反”。但这一性质对于减号逆却未必成立。
如例1 , 由此易得
故 未必是 的减号逆,即 ,若要使 与 互为减号逆,我们不妨尝试对 和 两者加以限制,使其具有自反的特性。
定义3对于一个 阶实矩阵 ,若存在另一实矩阵 ,使得
,
两者同时成立,则称 是 的一个自反广义逆。显然 是 的一个子集,它还满足 。
为了更深入准确地讨论自反广义逆和它的构造方法,我们有必要引入右逆和左逆的概念。
2。2。1最大秩矩阵的左逆和右逆
定义4设 是行最大秩 阶实矩阵( ),若存在一个 阶实矩阵 ,使得 右乘上 后得到 阶单位阵 ,如下式所示
则 称之为 的右逆。
又由 是满秩方阵,故有 (21)
比较式(1)和式(21),我们易得右逆的一种计算方法,即
左逆的定义和以及构造方法和右逆类似。
定义5:设 是列最大秩 阶实矩阵( ),若存在一个 阶实矩阵 ,使得 左乘上 后得到 阶单位阵 ,如下式所示
则 称之为 的左逆。
又由 是满秩方阵,故有 (23)
比较式(1)和式(23),我们易得右逆的一种计算方法,即
需要特别说明的是,对于一般的 阶级矩阵 (其中 ),其左逆和右逆是不可能同时存在的。当且仅当该矩阵为行最大秩时,其右逆存在;当且仅当该矩阵为列最大秩时,其左逆存在;当且仅当 时,左逆和右逆同时存在且相等,同为我们常见的的逆矩阵 。[2]