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譜半徑

鎖定
在數學中,矩陣或者有界線性算子的譜半徑是指其特徵值絕對值集合的上確界,一般若為方陣A的譜半徑則寫作ρ(A)。
中文名
譜半徑
外文名
spectral radius
所屬學科
泛函分析
符號表示
一般方陣A的譜半徑寫作ρ(A)
相關概念
矩陣範數、特徵值等

譜半徑定義

幺元的復巴拿赫代數,a為
的元,a的譜為
。則a的譜半徑 [3] 

譜半徑正規元的譜半徑

若x為含幺C*代數的正規元,則x的範數等於其譜半徑。 [4] 

譜半徑方陣的譜半徑

是複數域上的n階方陣,又
是A的全部特徵值,則
稱為A的譜半徑。 [1] 

譜半徑譜半徑的估計

在討論矩陣的範數時,我們知道,矩陣A的每一個特徵值的模(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
[1] 
由此即得:

譜半徑定理1

複數域上的任一n階方陣
的譜半徑
都不超過A範數
這裏
是任一方陣範數。
若取方陣範數
,則有下面的推論:

譜半徑推論

(1)
(2)
(3)
這裏
為矩陣
的最大特徵值。
正規矩陣時,則有下述定理。 [1] 

譜半徑定理2

A為n階正規矩陣,則
證明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
這裏
中的某一值,因此有
所以
證畢。
由於對角形矩陣、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,所以對於它們都具有性質
[1] 

譜半徑定理3

對任意
,存在
上的某種矩陣範數
,使得對任意
恆有
注意:這裏的矩陣範數
與矩陣A無關。 [2] 
參考資料
  • 1.    羅家洪,方衞東.矩陣分析引論 第5版:華南理工大學出版社,2013.02
  • 2.    李繼根,張新發.矩陣分析與計算=MATRIX ANALYSIS AND COMPUTATION:武漢大學出版社,2013.10
  • 3.    John B. Conway.泛函分析教程 第2版:Springer,2007
  • 4.    William Arveson.C*代數入門:Springer,1976