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第八讲 矩阵范数续,向量和矩阵的极限


P. 居 里 发 现居里点 和居里定 律; 伦琴发现 X 射线;
首先,若
,则存在
使得
,从而

两边同时乘 得
,即
,所以
。同理可得

,则
。由
,故
从而
(3) 又由

(4) 由
就得(2)。
所以
。从而 。
/// 第五章 矩阵分析
5.1 向量和矩阵的极限
定义 1 设 则称向量列

,若 按范数 ,或者
,若
收敛到
, ,记为 。

则称矩阵列 按范数 收敛到 ,记为
,或者

注:上述收敛性与范数的选取无关,且等
价于按分量(元素)收敛。
性质:
1若 有界。
,则对任何向量范数 ,

,则对任何矩阵范数 ,
有界。
2若



,则





,则

3若


,则
4若
且 。
存在,则
5若
,且
所用矩阵范数与向量范数相容,则
证明 1、2 是线性运算关于范数连续的体 现。3 是矩阵乘法运算对范数连续的结果(矩 阵 范 数 相 容 性 )。 4
1821‐29
1830‐39
1840‐49 42 年 大 学毕 业 ,42‐45 研究数 学 ,46‐49 学法律
1850‐59
49-63 律师和 研究数 学,引进 矩阵的 基本概 念与运 算
1860‐69 863 年被 任为剑桥 大学纯粹 数学教 授,直至 逝世
1870‐79
1880‐89
1890‐95
契比雪夫 (1894), 陀思妥耶 夫斯基 ( 1881) 福楼拜 (1880)
皮科克著 《代数通 论》,首创 以演绎方 式建立代 数学,为 代数中更 抽象的思 想铺平了 道路; 英国宪章 运动
雅可比建 立了行列 式的系统 理论; 哈密顿发 现四元 数; 雅克比提 出求实对 称矩阵特 征值的雅 可比方 法;


所以

(2) (3) 由 定 理 1 立 得 。 (3) (1)

Fun Note
凯莱(1821~1895)Cayley,Arthur 英国纯 粹数学的近代学派带头人。 凯莱最主要的贡献是与 J.J.西尔维斯特一起 , 创立了代数型的理论,共同奠定了关于代数不 变量理论的基础。他是矩阵论的创立者。他对 几何学的统一研究也作了重要的贡献。凯莱在 劝说剑桥大学接受女学生中起了很大的作用。 他曾任剑桥哲学会、伦敦数学会、皇家天文学 会的会长。 凯莱是极丰产的数学家,在数学、理论力学、 天文学方面发表了近千篇论文,他的数学论文 几乎涉及纯粹数学的所有领域,收集在共有 14 卷的《凯莱数学论文集》中,并著有《椭圆函 数专论》一书。
容的结果。
。5 矩阵范数与向量范数相
命题 1 设矩阵范数
相容,则

证明
是与向量范数

定理 1 范数 ,使得
,对任意 ,存在算子 .
证明 取可逆阵 将 化成若当标准型

,则

,定义
,
则可直接验证 是一个方阵范数,且
定理 2 设
(1)

在范数 ,使得
证明 (1) (2)
,则以下三条等价
(2)
; (3) 存
黎曼给出 了“黎曼 积分”的 定义; 傅科摆实 验,证明 地球自 转; 爱晖条约 俄占我国 领 土 60 多万平方 公里;
外尔斯特 拉斯在柏 林讲演中 给出连续 但处处不 可微函数 的例子; 美国内战
普法战 争; 挪威的李 发现李 群,并用 以讨论微 分方程的 求积问题
庞加莱关 于微分方 程确定的 曲线的论 文,创立 微分方程 定性理论
第八讲
主要内容: 矩阵范数续,向量和矩阵的极限
上有多个矩阵范数,有的矩阵范数
有一些特殊性质。
定理 4.2.1 设 均为酉矩阵,即
, ,则
(1)
即 Furobenius 范数在酉矩阵的作用下不变。 证明

定理 4.2.6 设
,则
均为 阶酉矩阵,则 证明 由定理 2.4.2 知道,
所以只要证明
(2)
即可。
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