エルミート形式・2次形式
\[
f\left(\boldsymbol{x}\right)=\boldsymbol{x}^{*}A\boldsymbol{x}
\]
カテゴリー: 行列
恒等的に成り立つ行列
\[
A=B\Leftrightarrow\forall\boldsymbol{x}\in K^{n},A\boldsymbol{x}=B\boldsymbol{x}
\]
直交射影行列の定義と性質
\[
P=A\left(A^{*}A\right)^{-1}A^{*}
\]
射影行列
\[
P=A\left(B^{*}A\right)^{-1}B^{*}
\]
行列を挟んでいる場合の解
\[
XAX=B\Rightarrow X=A^{-\frac{1}{2}}\left(A^{\frac{1}{2}}BA^{\frac{1}{2}}\right)^{\frac{1}{2}}A^{-\frac{1}{2}}
\]
Woodburyの恒等式
\[
\left(A+BCD\right)^{-1}=A^{-1}-A^{-1}B\left(C^{-1}+DA^{-1}B\right)^{-1}DA^{-1}
\]
同時対角化可能と可換性
行列$A,B$が共に対角化可能であるとき、$AB=BA$であることと、$A$と$B$が同時対角化可能であることは同値である。
巡回行列の定義と性質
\[
C=\left(\begin{array}{cccccc}
x_{0} & x_{1} & x_{2} & \cdots & x_{n-2} & x_{n-1}\\
x_{n-1} & x_{0} & x_{1} & \cdots & x_{n-3} & x_{n-2}\\
x_{n-2} & x_{n-1} & x_{0} & \cdots & x_{n-4} & x_{n-3}\\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots\\
x_{2} & x_{3} & x_{4} & \cdots & x_{0} & x_{1}\\
x_{1} & x_{2} & x_{3} & \cdots & x_{n-1} & x_{0}
\end{array}\right)
\]
行列の定値性(正定値・半正定値・負定値・半負定値・不定値)の定義と性質
\[
0<\left\langle H\boldsymbol{x},\boldsymbol{x}\right\rangle
\]
グラム行列の定義と性質
\[
G\left(A\right)=A^{*}A
\]
行列式と行・列の入れ替え
\[
\det\left(\boldsymbol{a}_{\tau\left(1\right)},\boldsymbol{a}_{\tau\left(2\right)},\cdots,\boldsymbol{a}_{\tau\left(n\right)}\right)=\sgn\left(\tau\right)\det\left(\boldsymbol{a}_{1},\boldsymbol{a}_{2},\cdots,\boldsymbol{a}_{n}\right)
\]
ケーリー・ハミルトンの定理
\[
p_{A}\left(A\right)=O
\]
エルミート行列(対称行列)と反エルミート行列(反対称行列)に分解
\[
A=S+T
\]
正規行列の性質
正規行列であることと、ユニタリ行列で対角化できることは同値である。
直交行列の性質
直交行列$A$の逆行列$A^{-1}$も直交行列になる。
ユニタリ行列の性質
ユニタリ行列$U$の逆行列$U^{-1}$もユニタリ行列である。
反エルミート行列の性質
反エルミート行列の対角成分の実部は0である。
エルミート行列の性質
エルミート行列$H$の逆行列$H^{-1}$はエルミート行列になる。
反対称行列の性質
反対称行列同士の和は反対称行列になる。
対称行列の性質
対称行列同士の和は対称行列になる。
対角行列の性質
対角行列は積に関して可換である。
標準エルミート内積の性質
\[
\left\langle A\boldsymbol{x},\boldsymbol{y}\right\rangle =\left\langle \boldsymbol{x},A^{*}\boldsymbol{y}\right\rangle
\]
行列の指数関数の性質
\[
\left(e^{A}\right)^{-1}=e^{-A}
\]
トレースの性質
\[
\tr\left(AB\right)=\tr\left(BA\right)
\]
逆行列の性質
\[
\left(AB\right)^{-1}=B^{-1}A^{-1}
\]
正則行列の性質
\[
\det\left(A\right)\ne0\Leftrightarrow\ker\left(A\right)=\boldsymbol{0}
\]
エルミート転置の性質
\[
\left(AB\right)^{*}=B^{*}A^{*}
\]