[行列解析7.4]極分解と特異値分解の結果

7.正定値および半正定値行列

目次

  • 7.4.1 フォン・ノイマンのトレース定理
  • 7.4.1.1 フォン・ノイマンの定理
  • 7.4.1.3 系:特異値に関する不等式と等式条件
  • 7.4.1.4 定理:半正定値行列におけるトレースの等号条件
  • 7.4.1.5 系:特異値と半正定値性に関する結果
  • 7.4.2 最も近い特異行列と最も近いランクk行列
  • 7.4.3 最小二乗法による線形方程式の解
  • 7.4.4 単位行列のスカラー倍による最良近似
  • 7.4.5 ユニタリ・プロクルステス問題
  • 7.4.6 両側回転問題
  • 7.4.7 ユニタリ不変ノルムと対称ゲージ関数
  • 7.4.7.1 対称ゲージ関数とユニタリ不変ノルムの対応
  • 7.4.7.2 定理:ユニタリ不変ノルムと対称ゲージ関数の対応関係
  • 7.4.8 キーファンの優越定理
  • 7.4.8.4 定理:キーファンの優越定理
  • 7.4.9 ユニタリ不変ノルムの近似境界
  • 7.4.9.1 ユニタリ不変ノルムにおける近似境界の定理
  • 7.4.9.3 系:Mirsky の結果
  • 7.4.10 ユニタリ不変行列ノルム
  • 7.4.10.1 定理:ユニタリ不変ノルムが行列ノルムとなる条件
  • 7.4.10.2 系:ユニタリ不変行列ノルムの凸結合
  • 7.4.11 絶対ユニタリ不変ノルム
  • 7.4.11.1 定理:絶対ユニタリ不変ノルムの特徴付け
  • 7.4.12 カントロビッチとヴィーラントの不等式
  • 7.4 問題集

7.4 極分解と特異値分解の結果

極分解および特異値分解は、多くの興味深い行列解析の問題に現れる。本節では、そのいくつかの応用例を紹介する。さらに多くの例は問題セクションで提示される。

この節を通して、もし \( X \in M_{m,n} \) であれば、\( q = \min\{m, n\} \) とし、特異値を大きい順に並べて

\sigma_1(X) \ge \sigma_2(X) \ge \cdots \ge \sigma_q(X)

と表すものとする。また、行列 \( \Sigma(X) = [s_{ij}] \) を次のように定める。

s_{ii} = \sigma_i(X) \quad (i = 1, \ldots, q)

すなわち、\( \Sigma(X) \) は \( m \times n \) の対角行列であり、各対角成分が対応する特異値 \( \sigma_i(X) \) である。


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