设A、B均为N阶实对称正定矩阵,证明:如果A—B正定,则B的逆阵减去A的逆阵正定。

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 10:02:59
设A、B均为N阶实对称正定矩阵,证明:如果A—B正定,则B的逆阵减去A的逆阵正定。

做合同变换,使得C'BC=I,
那么C'AC的特征值大于1,
求逆得C^{-1}A^{-1}C'^{-1}的特征值小于1,
即C^{-1}(B^{-1}-A^{-1})C'^{-1}正定,
于是B^{-1}-A^{-1}正定。

任取非零向量X=(x1,x2...,xn),易知存在非零向量Y=(y1,y2...,yn)'使得XY=1
则Y(A-B)Y'>0,即YAY'>YBY',又YBY'>0
所以1/(YBY')>1/(YAY')
因为XY=1,所以1/(YBY')=X'B逆X,1/(YAY')=X'A逆X
故X'B逆X>X'A逆X,即X'(B逆-A逆)X>0
由X的任意性知B逆-A逆正定

任取非零向量α=(α1,α2,...αn),存在非零向量β=(β1,β2...βn),使得α'β=I,则有β'α=I
因为A-B正定,则有α(A-B)α'>0,则αAα'>αBα'
由A,B正定得A逆,B逆正定,则有βA逆β'>0,βB逆β'>0
所以(βA逆β')(αAα')(βB逆β')>(βA逆β')(αBα')(βB逆β')
由αβ'=I与βα'=I带入化简得,βB逆β'>βA逆β'
则β(B逆-A逆)β'>0
再由α的任意性知β也是任意的,故得B逆-A逆是正定的!