判断一个矩阵是否为正定矩阵,可以采用以下几种方法:
对称性检查
确认矩阵是否为对称矩阵,即矩阵的转置等于矩阵本身。
特征值检查
求出矩阵的所有特征值,如果所有特征值都大于0,则矩阵是正定的。
行列式检查
计算矩阵的行列式,如果行列式为正数,则矩阵是正定的。
矩阵的主子式检查
计算矩阵的各阶主子式,即从左上角开始的对角线上的元素及其以下各行各列的所有元素所构成的行列式。如果所有的主子式都大于0,则矩阵是正定的。
正惯性指数
对于实对称矩阵,正定矩阵的正惯性指数等于它的阶数n。
合同于单位矩阵
如果存在可逆矩阵C,使得$C^TAC = E$(其中E是单位矩阵),则矩阵A是正定的。
所有顺序主子式大于0
对于n阶对称矩阵,如果它的所有顺序主子式都大于0,则矩阵是正定的。
对角元素检查
对于实对称矩阵,如果它的所有对角元素都大于0,则矩阵是正定的。
以上任一条件满足,即可判断矩阵为正定矩阵。需要注意的是,这些条件都是充分必要条件,即满足这些条件的矩阵一定是正定的,正定的矩阵一定满足这些条件之一