幂等矩阵

幂等矩阵(idempotent matrix)定义:若A为方阵,且A^2=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。

幂等矩阵基本信息

中文名称 幂等矩阵 外文名称 idempotent matrix
定义 A为方阵且A^2=A则A称为幂等矩阵 类别 线性代数

幂等矩阵性质

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.幂等矩阵的迹等于幂等矩阵的秩,即tr(A)=rank(A);

4.可逆的幂等矩阵为E;

5.方阵零矩阵和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的核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 (A

1·A2 ) =N (A1 ) +N (A2 )。

幂等矩阵造价信息

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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,T^(-1)·A·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

(由于数学符号编辑问题,更多等价命题及其证明见扩展阅读1)

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。

符号说明如下:

AT为矩阵A的转置矩阵;

AH矩阵A的共轭转置矩阵;

A*为矩阵A的伴随矩阵;

E为单位矩阵

幂等矩阵常见问题

  • HDMI矩阵

    现在市场的价格战太离谱了,导致很多的商家都必须用低价来吸引客户,所以产品质量往往都得不到保障。力弘(LHLEEHAM)提供全系列会议视听系统矩阵切换控制器,包含产品有同轴矩阵系列AHD/TVI...

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幂等矩阵文献

矩阵函数和函数矩阵 矩阵函数和函数矩阵

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矩阵函数求导 首先要区分两个概念:矩阵函数和函数矩阵 (1) 函数矩阵 ,简单地说就是多个一般函数的阵列, 包括单变量和多变量函数。 函数矩阵的求导和积分是作用在各个矩阵元素上,没有更多的规则。 单变量函数矩阵的微分与积分 考虑实变量 t 的实函数矩阵 ( )( ) ( )ij m nX t x t ×= ,所有分量函数 ( )ijx t 定义域相同。 定义函数矩阵的微分与积分 0 0 ( ) ( ) , ( ) ( ) . t t ij ijt t d d X t x t X d x d dx dx τ τ τ τ ? ? ? ??? ???= =? ??? ?? ?? ? ?? ?∫ ∫ 函数矩阵的微分有以下性质: (1) ( )( ) ( ) ( ) ( )d d dX t Y t X t Y t dt dt dt + = + ; (2) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

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矩阵 矩阵

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第五章 矩 阵 §5.1 矩阵的运算 1.计算 421 421 421 963 642 321 ; 412 503 310 231 4102 2013 ; n n b b b aaa 2 1 21 ,,, ; n n bbb a a a ,, 21 2 1 ; 113 210 121 121 011 132 113 210 121 . 2.证明,两个矩阵 A 与 B 的乘积 AB 的第 i 行等于 A 的第 i 行右乘以 B, 第 j 列等于 B的第 j 列左乘以 A. 3.可以按下列步骤证明矩阵的乘法满足结合律: (i) 设 B=( ijb )是一个 n p矩阵.令 j = njj bjbb ,,2,1 是 B的第 j 列, j=1,2,⋯ ,p. 又 设 pxxx ,,, 21 是 任 意 一 个 p 1 矩 阵 . 证 明 : B = ppxxx 211 . (ii)设 A 是一个

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