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@ybtang21c 2025-01-06T18:19:16.000000Z 字数 14931 阅读 5715

3.3 方阵函数及其计算

高等工程数学 讲义 2024AU



3.3.1 方阵函数的概念

若方阵 满足: ,则方阵幂级数 收敛.


的Taylor展开为


方阵函数的性质

定理 设方阵 相似,即存在可逆矩阵 ,使得

是某个解析函数,则


,求 .


分块对角阵的函数

定理 若方阵 为对角块矩阵


Jordan 块的函数

定理 是对角元为 阶 Jordan 块,则对解析函数


证明思路




,求


3.3.2 方阵函数的计算


方法一:Jordan标准形法


.





注: 用 Jordan 标准形法求方阵函数的困难之处:


方法二:最小多项式法

设方阵 的最小多项式为 ,若函数 满足:对任意

则称二者 在方阵 的谱上是一致的.


,验证 与多项式函数

的谱上是一致的.


定理 在方阵 的谱上是一致的,设 是对角元为特征值 的阶数不超过 的 Jordan 块,则


定理 在方阵 的谱上是一致的,则


证明思路:




,求 .


提示



关于方阵函数存在的条件

方阵函数 存在的前提

  1. 函数 为解析函数
    • 即:

考虑函数 ,方阵 ,求 .


方阵函数定义的推广

阶方阵, 是给定的函数,若存在多项式 ,使得 的谱上是一致的,则可定义方阵函数


,计算 .


提示



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