• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.常用的矩阵函数
  • 5.定理
  • 6.求解矩阵函数的方法
  • 6.1.利用矩阵标准型
  • 6.2.利用最小多项式
  • 7.参考资料

矩阵函数

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。

基本信息

  • 中文名

    矩阵函数

  • 外文名

    matrix function

  • 释义

    定义域和值域都属于方阵的函数

  • 学科

    数学

  • 相关概念

    函数

  • 应用

    力学控制理论信号处理等学科

定义

设复变幂级数image的收敛半径是R,且在收敛域内image,当矩阵A的谱半径image,定义image,并称image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Aimage,有:

(2)正弦函数,是一种矩阵三角函数:对于任意Aimage,有:

(3)余弦函数,是一种矩阵三角函数:对于任意Aimage,有:

定理

1、定理1:假设image,则有:

(1)image

(2)image

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image,且AB=BA,则有:

(1)image

(2)image

(3)image

3、根据定理 2 ,很容易证得下面结论: