行列式的一个问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/15 17:20:00
若A是实反对称阵, 则A的行列式总是非负实数

怎么证明上面这个命题?
to 1L: 根据定义如何证?

设A反对称,则A^T=-A,
若A的阶n为奇数,则det(A)=det(A^T)=det(-A)=(-1)^n det(A) =-det(A)
=>det(A)=0 (det(A)=|A|表示A的行列式)
一般情况下,先讨论A的特征值。任取(lambda,a)是A的一个特征对,即Ax=ax,可见A^T A x=-A Ax=-a Ax=-a^2 x
而||Ax||^2=x^T A^T A x=-a^2 ||x||^2>=0 (||x||代表x的二范数),故a^2<=0,故a为0或纯虚数。上面已经讨论过当A的阶n为奇数时,det(A)=0,所以我们下面只需要讨论n为偶数的情况。我们知道,A的行列式等于A所有特征值的积。如果A有0特征值,则det(A)=0。若A所有特征值都为纯虚数,我们知道det(lambda*I-A)是一个实多项式,所以det(lambda*I-A)只有实根和共轭复根,所以A只能有实特征值和共轭复特征值,而A的特征值只能是0或纯虚数,又假设了无0特征值,所以A所有的特征值都是成纯虚共轭对出现。这样,det(A)=lambda_1*lambda_2*...*lambda_n,设labmda_(2i)是lambda_(2i-1) 的共轭 (i=1,2,...,n/2),这样det(A)是n/2对[纯虚共轭对的积]的积,故大于0.

综上所述,n为奇数时,det(A)=0,n为偶数时,若A有0特征值,则det(A)=0,若不然,det(A)>0。事实上,n为偶数时,det(A)等于A的Pfaffian的平方。

反证法
根据定义