幂等矩阵
线性代数
幂等矩阵(idempotent matrix)定义:若A为方阵,且A2=A,则A称为幂等矩阵。例如,某行全为1而其他行全为0的方阵是幂等矩阵。实际上,由Jordan标准型易知,所有幂等矩阵都相似于对角元全为0或1的对角阵。
定义介绍
若A为方阵,且A2=A,则A称为幂等矩阵。
等价命题1:若A是幂等矩阵,则与A相似的任意矩阵是幂等矩阵;
等价命题2:若A是幂等矩阵,则A的AH、AT、A*、E-AH、E-AT都是幂等矩阵;
等价命题3:若A是幂等矩阵,则对于任意可逆阵T,也为幂等矩阵;
等价命题4:若A是幂等矩阵,A的k次幂仍是幂等矩阵。
由于幂等矩阵所具有的良好性质及其对向量空间的划分,幂等矩阵在可对角化矩阵的分解中具有重要的作用,同时也为空间的投影过程提供了一种工具。
性质
幂等矩阵的主要性质:
1.幂等矩阵的特征值只可能是0,1;
2.幂等矩阵可对角化
3.幂等矩阵的等于幂等矩阵的,即tr(A)=rank(A);
4.可逆的幂等矩阵为E;
5.方阵零矩阵单位矩阵都是幂等矩阵;
6.幂等矩阵A满足:A(E-A)=(E-A)A=0;
7.幂等矩阵A:Ax=x的充要条件是x∈R(A);
8.A的N(A)等于(E-A)的列空间R(E-A),且N(E-A)=R(A)。考虑幂等矩阵运算后仍为幂等矩阵的要求,可以给出幂等矩阵的运算:
1)设 A1,A2都是幂等矩阵,则(A1+A2) 为幂等矩阵的充分必要条件为:A1·A2 =A2·A1=0,且有:R(A1+A2) =R (A1) ⊕R (A2);N(A1+A2) =N(A1)∩N(A2);
2)设 A1, A2都是幂等矩阵,则(A1-A2) 为幂等矩阵的充分必要条件为:A1·A2=A2·A1=A2,且有:R(A1-A2) =R(A1)∩N (A2);N (A1- A2) =N (A1)⊕R (A2);
3)设 A1,A2都是幂等矩阵,若A1·A2=A2·A1,则A1·A2为幂等矩阵,且有:R (A1·A2) =R(A1) ∩R (A2);N (A1·A2) =N (A1) +N (A2)。
参考资料
最新修订时间:2024-11-04 09:40
目录
概述
定义介绍
性质
参考资料