譜半徑

譜半徑

數學名詞
在數學中,有界線性算子或者矩陣的譜半徑是指其特征值絕對值集合的上确界,一般如果是方陣A的譜半徑則寫作ρ(A)。
  • 中文名:譜半徑
  • 外文名:spectral radius
  • 适用領域:
  • 所屬學科:泛函分析
  • 符号表示:一般方陣A的譜半徑寫作ρ(A)
  • 相關概念:矩陣範數、特征值等

定義

有幺元的複巴拿赫代數,a為的元,a的譜為。則a的譜半徑為

正規元譜半徑

若x為含幺C*代數的正規元,則x的範數等于其譜半徑。

方陣的譜半徑

是複數域上的n階方陣,又是A的全部特征值,則

稱為A的譜半徑。

譜半徑的估計

在讨論矩陣的範數時,我們知道,矩陣A的每一個特征值的模(絕對值),都不超過矩陣A(在任意一種矩陣範數定義下)的範數

由此即得:

定理1

複數域上的任一n階方陣的譜半徑都不超過A的範數

這裡是任一方陣範數。

若取方陣範數,則有下面的推論:

推論

(1)

(2)

(3)

這裡為矩陣的最大特征值。

是正規矩陣時,則有下述定理。

定理2

若A為n階正規矩陣,則

證明 因A是正規矩陣,故存在酉矩陣P,使得

由此可得

從而

又顯然有

這裡中的某一值,因此有

所以證畢。

由于對角形矩陣、實對稱矩陣、實反對稱矩陣、正交矩陣、酉矩陣、厄米特矩陣、反厄米特矩陣都是正規矩陣,所以對于它們都具有性質

定理3

對任意,存在上的某種矩陣範數,使得對任意恒有

注意:這裡的矩陣範數與矩陣A無關。

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