1. 证明:
证明:记,根据向量范数的定义有:
设中的最大值为,其值为a(1kn),即=a. 则有:
=a所以。根据有:
n所以。因此得证。
2. 证明:
2).并说明与相容。
证明:(1)先证。记,==
n==所以。
1)根据矩阵范数的定义:
因此存在,使=.根据(※)式:
即。2)同理,存在,使=.根据(※)式:
所以得证。2)设非负的对称阵的特征值从大到小排列为, ,则其均为非负实数。
则tr()=
1)根据矩阵的迹等于所有特征值之和有:
tr()=tr()=n= n
n= n因此。
因此。得证。
3)与相容,因此:
则与相容。3. 设a对称正定,记=,.证明为上一种范数,若非正定则如何?
解:(一)证明:
1)由于a对称正定,则=0,.
当且仅当时, =0.即=0
则范数的正定性可证。
则范数的齐次性可证。
3)由a为对称阵有:
构造以下二次型内积:
成立。因此:
即。根据(※)式有:
即。范数的三角不等式可证。
根据(1)、(2)、(3)证明为上一种范数。
二)若a非正定,根据=的定义有:
0,当时, =0,而反过来不一定成立,即不是=0成立的充要条件。因此不满足正定性,不能证明为上一种范数。
但是a虽非正定,仍满足齐次性与三角不等式。
4. 不等式1和是否一定成立?证明你的结论。
证明:根据定理1.6,设为上任一种矩阵范数,对于有:
1)对于单位矩阵i,其特征值为1,即=1,根据式(※)因此不等式1恒成立。
2)当为非奇异矩阵时,其逆矩阵存在。此时:
由于(1)中已证明1恒成立,且根据矩阵范数的相容性有:
即。当0时:
因此当非奇异,且不为0时, 一定成立。
5. 设,,定义为:
计算,和,并证明1.解:
由于各项之间为等比数列,公比为q,q=。按照等比数列求和公式:
则:由第2题中结论有:
所以1。
第二次数学作业
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北京理工大学数学建模第二次选拔考试。1.第二次数学建模竞赛的时间为 5月24日 5月31日。2.第二次数学建模竞赛的上交时间 1 电子版请于5月31日上午8 00前上传到ftp 同时发送到邮件主题为数学建模协会编号 队员名字。2 纸质版请于5月31日上午11 00前,上交至理学楼302陈婷婷老师处。...
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