矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

 时间:2026-02-13 21:40:27

1、先构造随机的5*7的矩阵。

A = RandomInteger[{-5, 5}, {5, 7}];

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

2、A与A的转置的积是一个5*5的矩阵:

A.Transpose[A]

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

3、PositiveSemidefiniteMatrixQ可以实现半正定矩阵的判定:

PositiveSemidefiniteMatrixQ[A.Transpose[A]]

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

4、证明,矩阵A.Transpose[A]所确定的二次型,都是非负数:

p = {a, b, c, d, e};

q = FullSimplify[p.A.Transpose[A].p];

Reduce[ForAll[{a, b, c, d, e}, Element[{a, b, c, d, e}, Reals], q >= 0]]

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

5、如果A是2*n的矩阵,那么,A.Transpose[A]是2*2的矩阵,对应的二次型可以确定一个二次曲面:

p = {x, y};

Plot3D[p.A.A.Transpose[A].p, {x, -2, 2}, {y, -2, 2}]

整个图形,都在xoy平面上面,也就说明,没有小于0的可能。

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

6、特别指出,A.A.Transpose[A]未必是正定矩阵:

矩阵与其转置的矩阵积是一个半正定矩阵

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