奇异矩阵,非奇异矩阵,矩阵的逆和伪逆
- 奇异矩阵/非奇异矩阵
首先看矩阵是不是方阵,只有是方阵了,才有这两个概念。
方阵A的行列式等于零,记为|A|=0,A是奇异矩阵
方阵A的行列式不等于零,记为|A|~=0,A是非奇异矩阵
一些性质:
如果A(n×n)为奇异矩阵(singular matrix)<=> A的秩Rank(A) \lt n
如果A(n×n)为非奇异矩阵(nonsingular matrix)<=> A满秩,Rank(A)=n
一个方阵非奇异当且仅当它的行列式不为零。
一个方阵非奇异当且仅当它代表的线性变换是个自同构。
一个矩阵半正定当且仅当它的每个特征值大于或等于零。
一个矩阵正定当且仅当它的每个特征值都大于零。
- 矩阵的逆和伪逆
对于矩阵A,如果存在一个矩阵B,使得AB=BA=E,其中E为与A,B同维数的单位阵,就称A为可逆矩阵(或者称A可逆),并称B是A的逆矩阵,简称逆阵。(此时的逆称为凯利逆)
矩阵A可逆的充分必要条件是|A|≠0( 即:A是非奇异矩阵)
奇异矩阵和非方阵没有逆矩阵,但可以有伪逆矩阵。
在matlab中,用pinv函数求伪逆。函数返回一个与A的转置矩阵A’ 同型的矩阵X,并且满足:AXA=A,XAX=X.此时,称矩阵X为矩阵A的伪逆,也称为广义逆矩阵。
如果A列满秩,那么pinv(A)=(A^T\starA)^-1*A^T。
如果A行满秩,那么pinv(A)=pinv(A^T)^T。
如果秩亏损,那么只好先做奇异值分解A=UDV^T,U,V是正交阵,D是对角阵。
然后取对角阵S,如果D(i,i)=0,那么S(i,i)=0,如果D(i,i)<>0,那么S(i,i)=1/D(i,i)。于是pinv(A)=VSU^T
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