[行列解析1.2.7]例\( I + xy^{*} \)の固有値と行列式

1.2.7例

例 1.2.7 \( x, y \in \mathbb{C}^n \) とする。

\( I + xy^{*} \) の固有値と行列式は何か?

(0.8.5.11) および \(\operatorname{adj}(\alpha I) = \alpha^{n-1} I\) という事実を用いると、次のように計算できる:

\begin{align}
p_{I+xy^{*}}(t) &= \det\!\big(t I - (I + xy^{*})\big) \notag \\
&= \det\!\big((t - 1)I - xy^{*}\big) \notag \\
&= \det\!\big((t - 1)I\big) - y^{*} \operatorname{adj}\!\big((t - 1)I\big) x \notag \\
&= (t - 1)^{n} - (t - 1)^{n-1} y^{*}x \notag \\ 
&= (t - 1)^{n-1} \big(t - (1 + y^{*}x)\big) \notag 
\end{align}

したがって、\( I + xy^{*} \) の固有値は \( 1 + y^{*}x \) と \( 1 \)(重複度 \( n-1 \))である。よって、

\begin{align}
\det(I + xy^{*}) &= (1 + y^{*}x) \cdot 1^{n-1} \notag \\
&= 1 + y^{*}x \notag \\
\end{align}

注:当サイトはCAMBBRIDGE公式サイトとは無関係です「Matrix Analysis:Second Edition Roger A. Horn University of Utah Charles R. Johnson」

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