什么叫共轭矩阵,请举例说明

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  • 共轭矩阵

    又称Hermite阵.Hermite阵中每一个第i 行第j 列的元素都与第j 行第i 列的元素的共轭相等.埃尔米特矩阵(或自共轭矩阵)是相对其主对角线以复共轭方式对称,即是 ai,j=a*j,i.

    对于

    A = { a_{i,j} } in C^{n times n}

    有:

    a_{i,j} = overline{a_{j,i}},其中overline{(cdot)}为共轭算符.

    记做:

    A = A^H quad

    例如:

    begin

    3&2+i\ 2-i&1 end

    就是一个Hermite阵.

    显然,Hermite阵主对角线上的元素必须是实数.对于只包含实数元素的矩阵(实矩阵),如果它是对称阵,即所有元素关于主对角线对称,那么它也是Hermite阵.也就是说,实对称阵是Hermite阵的特例.

    性质

    若A 和B 是Hermite阵,那么它们的和A+B 也是Hermite阵;而只有在A 和B满足交换性(即AB = BA)时,它们的积才是Hermite阵.

    可逆的Hermite阵A 的逆矩阵A-1仍然是Hermite阵.

    如果A是Hermite阵,对于正整数n,An是Hermite阵.

    方阵C 与其共轭转置的和C + C^*是Hermite阵.

    方阵C 与其共轭转置的差C - C^*是skew-Hermite阵.

    任意方阵C 都可以用一个Hermite阵A 与一个skew-Hermite阵B的和表示:

    C = A+B quadmboxquad A = frac(C + C^*) quadmboxquad B = frac(C - C^*).

    Hermite阵是正规阵,因此Hermite阵可被酉对角化,而且得到的对角阵的元素都是实数.这意味着Hermite阵的特征值都是实的,而且不同的特征值所对应的特征向量相互正交,因此可以在这些特征向量中找出一组Cn的正交基.

    n阶Hermite方阵的元素构成维数为n2的实向量空间,因为主对角线上的元素有一个自由度,而主对角线之上的元素有两个自由度.

    如果Hermite阵的特征值都是正数,那么这个矩阵是正定阵,若它们是非负的,则这个矩阵是半正定阵.

    Hermite序列

    Hermite序列(抑或Hermite向量)指满足下列条件的序列ak(其中k = 0,1,…,n):

    Im(a_0) = 0 quad mbox quad a_k = overline{a_} quad mbox k=1,2,dots,n.

    若n 是偶数,则an/2是实数.

    实数序列的离散傅里叶变换是Hermite序列.反之,一个Hermite序列的逆离散傅里叶变换是实序列.