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非奇异H矩阵的判定

2015-03-02

吉林化工学院学报 2015年4期
关键词:充分条件对角吉林

(吉林化工学院理学院,吉林吉林132022)

非奇异H矩阵是一类在工程与科学计算中有着广泛应用的特殊矩阵.例如在实践中经常遇到的线性方程Ax=b.当系数矩阵为非奇异H矩阵时,许多经典的迭代法均是收敛的.因此寻找H 矩阵简单实用的判别法非常有意义.本文用Cn×n表示 阶复矩阵的集合,设i,j∈ N={1,2,…,n}

定义1 设 A=(aij)n×n∈ Cn×n,若∀i∈N有 aij>Λi(A).则称A为严格对角占优矩阵,若存在正对角矩阵D,使AD是严格对角占优矩阵,则称A为严格对角占优矩阵,也称A为非奇异H矩阵.

定义2 设A=(aijn×n∈Cn×n,若A是不可约矩阵,若满足 aii>Λ.且至少有一个不等式是严格的,则称A为不可约对角占优矩阵.

引理1 A=(aijn×n∈Cn×n.若A是不可约对角占优矩阵,则A为非奇异H矩阵.

因为当A=(aijn×n∈Cn×n时,若存在i∈N,使Λi(A)=0,则A不是非奇异H矩阵,若存在i∈N,使Λi(A)=0,则A可以降阶处理.因此作为约定,当i∈N时[1],

本文总设aij≠0,Λi(A)≠0.同时记N1={i∈N‖aii<Λi(A)};N2={i∈N‖aii>Λi(A)}

由定理的条件知(10)式中至少有一个严格不等式成立.再由A是不可约矩阵知B是不可约矩阵,则B是不可约对角占优矩阵.故由引理1知B是非奇异H矩阵.则A是非奇异H矩阵.

证明:由(12)式知

综上知B是严格对角占有矩阵,则A是非奇异H-矩阵.

定理4设A=(aij∈cn×n)是不可约矩阵.若∀i∈N1

且(16)式中至少有一个不等式成立,则A是非奇异H-矩阵.

证明:由(16)式知∀i∈N1有

由定理条件知(18)式中至少有一个不等式是严格的.再由A是不可约矩阵知B是不可约矩阵.则B是不可约对角占优矩阵.由引理1知B是非奇异H-矩阵.则A是非奇异H-矩阵.

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