“设 $A=A^ \in\mathbb C^{n\times n}$,实参数 $t$。由惯性定义,”
形式陈述
换基后,正负平方的数目为何不变
设
并且存在
因此两个实对称矩阵合同,当且仅当它们惯性相同。合同来源于二次型的坐标替换
用维数证明唯一性,不依赖选中的主轴
由有限维谱定理,可先正交对角化,再把非零特征方向缩放为系数
对规范型
同理,
直觉
正特征值的具体大小依赖坐标的长度单位,但能同时容纳多少个独立的正能量方向不依赖这些单位。惯性保留下来的就是这三种方向的维数。
“有多少正方向”不能解释为数满足
例子与边界
配方直接给出合同证书
取
令新坐标为
计算
原矩阵的两个非零特征值是
取值为零不等于退化
在
实数域条件也重要。在
推论与应用
正定、半正定分别对应惯性
若已得到可核验分解
参考资料
- Nicholas J. Higham,What Is the Inertia of a Matrix?,惯性、Sylvester 定律与块
分解。 - Roger A. Horn、Charles R. Johnson,Matrix Analysis,2nd ed.,2013,§4.5:合同及惯性。本文以最大正定子空间维数给出唯一性证明。