矩阵函数的概念与通常的函数概念类似,不同在于矩阵函数的自变量和因变量都是n阶矩阵。矩阵函数一般用幂级数表示。矩阵函数与矩阵值函数是矩阵理论的重要内容,它们在力学、控制理论、信号处理等学科中具有重要应用。
定义
设复变幂级数
的收敛半径是R,且在收敛域内
,当矩阵A的谱半径
,定义
,并称
为矩阵A的函数1。
常用的矩阵函数
(1)矩阵指数函数:对于任意A
,有:
(2)正弦函数,是一种矩阵三角函数:对于任意A
,有:
(3)余弦函数,是一种矩阵三角函数:对于任意A
,有:
定理
1、定理1:假设
,则有:
(1)
;
(2)
。
注意:因为矩阵的乘法不满足交换律, 因此矩阵函数不一定满足一般函数的所有性质。
2、定理2:设
,且AB=BA,则有:
(1)
;
(2)
;
(3)
。
3、根据定理 2 ,很容易证得下面结论: