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托普利兹矩阵

统计学术语
托普利兹矩阵,简称为T型矩阵,托普利兹矩阵的主对角线上的元素相等,平行于主对角线的线上的元素也相等;矩阵中的各元素关于次对角线对称,即T型矩阵为次对称矩阵。简单的T形矩阵包括前向位移矩阵和后向位移矩阵。在数学软件Matlab中,生成托普利兹矩阵的函数是:toeplitz(x,y)。它生成一个以 x 为第一列,y 为第一行的托普利兹矩阵,这里x, y均为向量,两者不必等长。
中文名
托普利兹矩阵
外文名
Toeplitz matrix
简称为
T型矩阵
生成函数
toeplitz(x,y)
应用学科
统计信号处理

定义

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,如果
,即:
则称
为托普利兹矩阵(Toeplitz matrix)。 [1]

特点

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元素微仔立院察特点
(1)托普利兹矩阵完全由其第1行和第1列犁民的2n-1个元素确定。 [1]
(体蜜屑2)托宙捉碑估多乃泪普利兹矩阵沿平行主对角线的每一对角线上的元素是相等的,是关于交叉对角线对称的。显然,有:
,其中
为反向单位矩阵。 [2]
(3)除第一行第一列外体狼嫌,其他每个元素都与左上角的元素相同。 [3]
(4)矩阵中的各元素关于次对角线厚章对称,即T型矩阵为次对称矩阵。 [3]
特殊的T形矩阵
数字信号处理领域中经常遇到一种特殊的T型矩阵,它除了具有一般T型矩阵的特点外,还是一个对称矩阵 [3]形式如下:

简单T形矩阵

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前向移位矩阵

后向移位矩阵

相关定理

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定理1

为托普利兹矩阵的充分必要条件
可以表示为:
,其中
为前向位移矩阵和后向位移矩阵。 [1]

定理2

非奇异矩阵
为托普利兹矩阵的充分必要条件是存在
阶矩阵:
使得
[1]

定理3

是汉克矩阵,则
是托普利兹矩阵,其中
是反向单位矩阵;
是托普利兹矩阵,则
是汉克矩阵,其中
是反向单位矩阵。 [1]

用MATLAB生成

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语法说明
在数学软件Matlab中,生成托普利兹矩阵的函数是:toeplitz()。
(1)toeplitz(c,r),生成一个非对称的托普利兹矩阵,将c作为第1列,将r作为第1行,其余元素与左上角相邻元素相等。 [4]
toeplitz(r)用向量r生成一个对称的托普利兹矩阵。 [4]
具体操作及结果
例如,在MTLAB命令窗口中输入:T=toeplitz(1:6),结果如下:
matlab中生成toeplitz矩阵