Центросимметричная матрица

редактировать
Образец симметрии центросимметричной матрицы 5 × 5

В математике, особенно в линейном алгебры и теории матриц, центросимметричная матрица - это матрица , которая симметрична относительно своего центра. Точнее, матрица A = [A i, j ] размера n × n является центросимметричной, когда ее элементы удовлетворяют

Ai, j = A n − i + 1, n− j + 1 для 1 ≤ i, j ≤ n.

Если J обозначает матрицу размера n × n с 1 на контрдиагонали и 0 в другом месте (то есть J i, n + 1-i = 1; J i, j = 0, если j ≠ n + 1-i), то матрица A центросимметрична тогда и только тогда, когда AJ = JA. Матрицу J иногда называют матрицей обмена.

Содержание
  • 1 Примеры
  • 2 Алгебраическая структура и свойства
  • 3 Связанные структуры
  • 4 Ссылки
  • 5 Дополнительная литература
  • 6 Внешние ссылки
Примеры
  • Все центросимметричные матрицы 2 × 2 имеют вид
[abba]. {\ displaystyle {\ begin {bmatrix} a b \\ b a \ end {bmatrix}}.}{\ begin {bmatrix} a b \ \ b a \ end {bmatrix}}.
  • Все центросимметричные матрицы 3 × 3 имеют вид
[a b c d e d c b a]. {\ displaystyle {\ begin {bmatrix} a b c \\ d e d \\ c b a \ end {bmatrix}}.}{\ begin {bmatrix} a b c \\ d e d \\ c b a \ end {bmatrix}}.
Алгебраическая структура и свойства
  • Если A и B являются центросимметричными матрицами над заданным полем F, то таковы A + B и cA для любого c в F. Кроме того, матричное произведение AB центросимметрично, поскольку JAB = AJB = ABJ. Поскольку единичная матрица также центросимметрична, отсюда следует, что набор центросимметричных матриц размера n × n над F является подалгеброй ассоциативной алгебры всех матриц размера n × n.
  • Если A - центросимметричная матрица с m-мерным собственным базисом, то каждый из m собственных векторов может быть выбран так, чтобы они удовлетворяли либо x = Jx, либо x = -Jx.
  • Если A - центросимметричная матрица с различными собственными значениями, то матрицы, коммутирующие с A, должны быть центросимметричными.
Связанные структуры

Матрица A размера n × n называется косоцентросимметричной, если ее элементы удовлетворяют A i, j = -A n − i + 1, n − j + 1 для 1 ≤ i, j ≤ n. Эквивалентно, A является косоцентросимметричным, если AJ = -JA, где J - матрица обмена, определенная выше.

Центросимметричное отношение AJ = JA поддается естественному обобщению, где J заменяется инволютивной матрицей K (т. Е. K = I) или, в более общем смысле, матрицей K, удовлетворяющей K = I для целого m>1. Также изучалась обратная задача для коммутационного отношения AK = KA идентификации всех инволютивных K, которые коммутируют с фиксированной матрицей A.

Симметричные центросимметричные матрицы иногда называют бисимметричными матрицами. Когда основное поле является полем действительных чисел, было показано, что бисимметричные матрицы - это именно те симметричные матрицы, у которых собственные значения остаются такими же, за исключением возможного знака изменяется после предварительного или последующего умножения на матрицу обмена. Аналогичный результат справедлив для эрмитовых центросимметричных и косоцентросимметричных матриц.

Ссылки
Дополнительная литература
  • Muir, Thomas (1960). Трактат по теории детерминант. Дувр. п. 19. ISBN 0-486-60670-8.
  • Уивер, Джеймс Р. (1985). «Центросимметричные (кросс-симметричные) матрицы, их основные свойства, собственные значения и собственные векторы». Американский математический ежемесячник. 92 (10): 711–717. doi : 10.2307 / 2323222. JSTOR 2323222.
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-14 03:10:15
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте