正定矩阵是一个非常重要且广泛应用于物理、数学和工程领域的概念,它定义在实数的二次型上,具有许多优良的性质。本文将详细介绍正定矩阵的定义和性质。
正定矩阵的定义
设A是n阶实对称矩阵,称A为正定矩阵,如果对任意非零实列向量$x$,都有$x^TAx>0$。
其中$^T$表示矩阵的转置,$x^T$表示列向量x的转置行向量。
正定矩阵的性质
正定矩阵具有以下优良的性质:
- 正定矩阵的所有特征值均为正数;
- 正定矩阵的对角线元素也是正数;
- 正定矩阵的行列式大于0;
- 若A,B均为正定矩阵,则A B和AB都是正定矩阵。
正定矩阵的应用
正定矩阵在实际应用中有广泛的应用:
- 在最小二乘法中,正定矩阵可以判断回归方程是否是有效的;
- 在机器学习中,正定矩阵常用于定义二次型和核函数;
- 在物理中,正定矩阵可以用于描述某些物理量的基态性质。