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数值范围位于扇形区域内的矩阵的行列式与特征值不等式

数值分析 2013-08-21 v3

摘要

A = \pmatrix A_{11} & A_{12} \cr A_{21} & A_{22}\cr\pmatrix \in M_n,其中 A11MmA_{11} \in M_mmn/2m \le n/2,使得 AA 的数值范围位于集合 {eiφz\IC:z(z)tanα}\{e^{i\varphi} z \in \IC: |\Im z| \le (\Re z) \tan \alpha\} 中,其中 φ[0,2π)\varphi \in [0, 2\pi)α[0,π/2)\alpha \in [0, \pi/2)。我们得到了满足 \lambda \pmatrix A_{11} & 0 \cr 0 & A_{22}\cr\pmatrix x = \pmatrix 0 & A_{12} \cr A_{21} & 0\cr\pmatrix x \quad \hbox{对于某些非零} x \in \IC^n 的广义特征值 λ\lambda 的最优包含区域,以及在 A11A_{11}A22A_{22} 可逆情况下矩阵 ImA111A12A221A21I_m - A_{11}^{-1}A_{12} A_{22}^{-1}A_{21} 的最优特征值包含区域。由此结果可得 det(A)sec2m(α)det(A11)det(A22)|\det(A)| \le \sec^{2m}(\alpha) |\det(A_{11})\det(A_{22})|。特别地,若 AA 为耗散 - 增广矩阵 (accretive-dissipative matrix),则 det(A)2mdet(A11)det(A22)|\det(A)| \le 2^m |\det(A_{11})\det(A_{22})|。这些结论证实了 Drury 和 Lin 的一些猜想。

关键词

引用

@article{arxiv.1306.4916,
  title  = {Determinantal and eigenvalue inequalities for matrices with numerical ranges in a sector},
  author = {Chi-Kwong Li and Nung-Sing Sze},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1306.4916},
  year   = {2013}
}

备注

6 pages, to appear in Journal of Mathematical Analysis