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矩陣函數

鎖定
矩陣函數的概念與通常的函數概念類似,不同在於矩陣函數的自變量因變量都是n階矩陣。矩陣函數一般用冪級數表示。矩陣函數與矩陣值函數是矩陣理論的重要內容,它們在力學、控制理論、信號處理等學科中具有重要應用。
中文名
矩陣函數
外文名
matrix function
釋    義
定義域和值域都屬於方陣的函數
學    科
數學
相關概念
函數
應    用
力學、控制理論、信號處理等學科
定    義
定義域和值域都屬於方陣的函數

矩陣函數定義

設復變冪級數
的收斂半徑是R,且在收斂域內
,當矩陣A的譜半徑
,定義
,並稱
為矩陣A的函數 [1] 

矩陣函數常用的矩陣函數

(1)矩陣指數函數:對於任意A
,有:
(2)正弦函數,是一種矩陣三角函數:對於任意A
,有:
(3)餘弦函數,是一種矩陣三角函數:對於任意A
,有:

矩陣函數定理

1、定理1:假設
,則有:
(1)
(2)
注意:因為矩陣的乘法不滿足交換律, 因此矩陣函數不一定滿足一般函數的所有性質。
2、定理2:設
,且AB=BA,則有:
(1)
(2)
(3)
3、根據定理 2 ,很容易證得下面結論:
推論 :設
,則有:
(1)
(2)
(3)

矩陣函數求解矩陣函數的方法

矩陣函數利用矩陣標準型

用矩陣標準型求矩陣函數
的具體步驟如下:
(1)設方陣A相似於對角陣,即
,其中矩陣內的值是A的n個特徵值,則
(2)當A不能與對角陣相似時,則A必與Jordan標準型相似,設
最後

矩陣函數利用最小多項式

最小多項式求矩陣函數
的具體步驟如下:
第一步 計算矩陣A的最小多項式
,確定其次數m及特徵值
第二步 設
,確定出係數;
第三步 代入
可求得。
參考資料
  • 1.    卜長江,羅躍生 .矩陣論.哈爾濱:哈爾濱工程大學,2007-12-1 :206-216