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复矩阵


元素可能包含复数矩阵

两个2×2复矩阵的矩阵乘积由下式给出

 [x_(11)+y_(11)i x_(12)+y_(12)i; x_(21)+y_(21)i x_(22)+y_(22)i][u_(11)+v_(11)i u_(12)+v_(12)i; u_(21)+v_(21)i u_(22)+v_(22)i]=[R_(11) R_(12); R_(21) R_(22)]+i[I_(11) I_(12); I_(21) I_(22)],
(1)

其中

R_(11)=u_(11)x_(11)+u_(21)x_(12)-v_(11)y_(11)-v_(21)y_(12)
(2)
R_(12)=u_(12)x_(11)+u_(22)x_(12)-v_(12)y_(11)-v_(22)y_(12)
(3)
R_(21)=u_(11)x_(21)+u_(21)x_(22)-v_(11)y_(21)-v_(21)y_(22)
(4)
R_(22)=u_(12)x_(21)+u_(22)x_(22)-v_(12)y_(21)-v_(22)y_(22)
(5)
I_(11)=v_(11)x_(11)+v_(21)x_(12)+u_(11)y_(11)+u_(21)y_(12)
(6)
I_(12)=v_(12)x_(11)+v_(22)x_(12)+u_(12)y_(11)+u_(22)y_(12)
(7)
I_(21)=v_(11)x_(21)+v_(21)x_(22)+u_(11)y_(21)+u_(21)y_(22)
(8)
I_(22)=v_(12)x_(21)+v_(22)x_(22)+u_(12)y_(21)+u_(22)y_(22).
(9)

哈达玛 (1893) 证明了,对于任何元素位于闭单位圆盘 |a_(ij)|<=1 的复数 n×n 矩阵 A,其行列式满足

 |detA|<=n^(n/2)
(10)

(哈达玛最大行列式问题),等式在单位n范德蒙矩阵处成立(Faddeev 和 Sominskii 1965,第 331 页;Brenner 1972)。 n=1, 2, ... 的前几个值是 1, 2, 3sqrt(3), 16, 25sqrt(5), 216, ....

EigenvalueDistributions

研究随机复数 n×n 矩阵的最大可能特征值范数在计算上是难以处理的。 虽然可以确定 |lambda| 分布的平均属性,但找到最大值对应于确定矩阵集合是否包含奇异矩阵,这已被证明是一个 NP 完全问题(Poljak 和 Rohn 1993,Kaltofen 2000)。 上图显示了元素均匀分布在单位圆盘 |z|<=1 内的 2×23×34×4 矩阵特征值范数的分布。 对于均匀分布在 |R[z]|,|I[z]|<=1 内的元素,可以获得类似的图。 具有独立标准正态变量分布的实部和虚部的复矩阵的特征值的精确分布由 Ginibre (1965)、Hwang (1986) 和 Mehta (1991) 给出。


参见

复向量, 哈达玛最大行列式问题, 整数矩阵, k-矩阵, 矩阵, 实矩阵

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Brenner, J. 和 Cummings, L. "哈达玛最大行列式问题。" 美国数学月刊 79, 626-630, 1972.Edelman, A. "随机实高斯矩阵具有 k 个实特征值的概率、相关分布和圆律。" 多元分析杂志 60, 203-232, 1997.Faddeev, D. K. 和 Sominskii, I. S. 高等代数问题。 旧金山:W. H. Freeman, 1965.Ginibre, J. "复数、四元数和实矩阵的统计系综。" 数学物理杂志 6, 440-449, 1965.Hadamard, J. "关于行列式相关问题的解答。" 数学科学公报 17, 30-31, 1893.Hwang, C. R. "关于具有独立同分布条目的大型随机矩阵的谱半径和谱分布的简要综述。" 载于 随机矩阵及其应用。 普罗维登斯,罗德岛州:美国数学学会,第 145-152 页,1986 年。Kaltofen, E. "符号计算的挑战:我最喜欢的开放问题。" 符号计算杂志 29, 891-919, 2000.Mehta, M. L. 随机矩阵,第 3 版。 纽约:学术出版社,2004 年。Poljak, S. 和 Rohn, J. "检查鲁棒非奇异性是 NP 困难的。" 数学控制信号与系统 6, 1-9, 1993.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

复矩阵

引用为

Weisstein, Eric W. "复矩阵。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/ComplexMatrix.html

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