正定矩阵

Published: 24 Jul 2019 Category: math-la

正定/半正定矩阵是线性代数中很常见的概念,其定义如下

In linear algebra, a symmetric $n\times n$ real matrix $M$ is said to be positive definite if the scalar $X^TMX$ is strictly positive for every non-zero column vector $X$ of $n$ real numbers.

其中$X$是向量,$M$是变换矩阵。这样理解正定/半正定,矩阵中$MX$表示对$X$进行线性变换,变换后记做$Y=MX$,则上式可以写成

其实就是和变化后的向量內积。

正定、半正定矩阵「直觉上」其代表一个向量与经过该矩阵变换后的向量夹角小于90度!

从几何角度的理解,可以将正定矩阵看做n维空间的一个椭球,其中

  • 椭球的轴向,表示特征向量
  • 椭球的轴长,表示特征值「特征值都大于零」

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