第54卷第1期吉林大学学报(理学版)
JournalofJilinUniversity(ScienceEdition)
Vol-54
Jan
No.1
2016
2016年1月
doi:lO.13413/j.cnki.jdxblxb.2016.01.11
严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
王
蝰
(贵州民族大学理学院,贵阳550025)
摘要:利用逆矩阵元素的范围,给出严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数上界新的估计式,进而得到严格对角占优M一矩阵最小特征值下界的估计式,并给出了严格a一对角占优M一矩阵的逆矩阵的无穷范数新上界.理论分析和数值实例表明,新估计式改进了已有的
结果.
关键词:对角占优;M一矩阵;上界;最小特征值中图分类号:0151.21
文献标志码:A
文章编号:167卜5489(2016)01~0061一05
NewUpperBoundsIbrtheInfinityNonnofInverse
StrictlyDiagonallyD0minant
WANGFeng
(CoZZPgPo,SfiP行cP,G“波^o“Min2“【rki"Prsify,GMiyⅡ”g550025,C^i”d)
Matrix
of
M—Matrix
Abstract:Based
on
therangefortheelementsofinversematrix,
a
a
newupperboundoftheinfinity
so
as
normofinVersematrixof
strictlydiagonallydominantM—matrixwaspresented
to
obtain
a
lowerboundoftheminimumeigenvalueoftheM—mat“x.infinitynormof
inVerse
Meanwhile,
a
newupper
boundofthe
Theory
matrixof
a
strictly口一diagonallydominantM—matrixwasgiven.
analysisandnumericalexamplesshowthattheseboundsimproveexistedresults.Keywords:diagonaldominance;M—matrix;upperbound;minimumeigenvalue
0
引
目
M一矩阵在矩阵论、计算数学、物理学、生物学、经济学等诸多领域应用广泛.目前,关于严格对角占优M一矩阵A的逆矩阵的无穷范数II
A.1
l|。的上界估计问题已得到了一系列较好的结果m5I.本文
继续考虑IA-1忆。的上界估计问题,给出一些新的估计式.数值实例表明,这些新估计式改进了文献[卜4]中的相应结果.
设嗯”“7表示全体行阶实方阵的集合,N表示全体正整数的集合。设A∈嗯”“,A≥o表示A为非负矩阵,lD(A)表示A的谱半径.若A=(日。)∈R”硒且盘。,≤0(睁!歹),则称A为Z-矩阵,记为A∈Z。.设A∈Z一则A可表示为A一Ⅱ一B,其中:s为实数;J为单位阵;B≥0.当s>.0(B)时,称A为M一矩阵.用r(A)表示M一矩阵A的最小特征值.
收稿日期:2015一05一04.作者简介:王
网络出版时间:2015一ll18.
峰(1981一),男。汉族,博士,副教授,从事矩阵理论及其应用的研究,E—mail:wangf991@163.com.
基金项目:国家自然科学基金(批准号:11361074)、贵州省科学技术基金(批准号:[2015]2073)、贵州省科技厅联合基金(批准号
[2015]7206)、贵州省教育厅自然科学基金(批准号:[2015]420)和贵州民族大学科研基金(批准号:15xRY004).
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1340.().20151118.1013.002.html.
万方数据
62
吉林大学学报(理学版)第54卷
为讨论方便,引进下述记号:设A一(ni)∈R以”,i,j,是∈N,睁!J,记
刚A)一善kI,c舶)一蚤h,I,引A)一臀,m)_{i∈…t<1)'
“A)一由,塞。hI^(A)一恶葚{;到口iI儿il)㈡(A)一M)_0,
如(A)一————上午毒]————一,m一(A)一————上笸与T一,A““’一
1)d,(A)≤1,i∈N;
2)J(A)≠p;
kI+∑k协(A)
kI+∑kk(A)
ai
…
“nI
以”f
…
口M
显然,若-,(A)一N,则矩阵A即为严格对角占优矩阵.若A一(n。)∈吨”“’满足下列3个条件:
3)对Vi硭J(A),存在非零元素序列nq口v。…m,t,其中i≠i・,i・≠iz,…,i,≠志,愚∈.厂(A).则称A为弱链对角占优矩阵比].
引理1[2:
设A一(以。)∈吨袱”是弱链对角占优M一矩阵,B—A∽“’,A-1=(ai),且B_1一(阮),则
㈨一去,a,-一去荟陬卜%),%一去荟风(_‰),ai一岛+鳓,荟风卜吼1),
其中△一n。,一∑以。。(∑卢岳a,。)>o.若.,(A)一N,则△≥n・,(1一d-(A)z・(A))≥a--(1一d・(A)).
引理2Ⅲ
设A一(n。)∈吨耐”是严格对角占优M一矩阵,则
△≥Ⅱll(1一d1(A)Zl(A))>nll(1一dI(A))>O.
引理3[61
设A一(n。)∈吨”“7是严格对角占优M一矩阵,则A_1一(ai)满足
a。≤m,,(A)a“≤m,(A)ai,
j,i∈N,
j≠i.
,,.
引理4[63设A一(口。)∈R积”是严格对角占优M一矩阵,则A_1一(ai)满足
一冬ai冬
nll
1
//
J{¨
观川m,(A)’
1
J≠4
i∈N.
:㈦引理5[2]设A一(ni)∈吨积”是弱链对角占优M一矩阵,A_1一(au)且r—r(A),则
r≤则训,r≤罂aX{善ai),r≥删善n。),丰≤r≤÷,
其中:T一罢肾{善au}=|I一忆州一删善a。}・
1
严格对角占优矩阵A的lI
A_1
II。。的上界
;l~’文献[1]给出了严格对角占优矩阵的逆矩阵的无穷范数上界估计:设A=(ni)∈嗵脓”是严格对角
苦优矩阵,则
。
{l
l
悄。1忆≤翼警j瓦Fi丽}‘
?∈N
f
1
]
l“i
l一
o’
/』l“¨l
丈献C3]给出了严格对角占优M一矩阵的逆矩阵的无穷范数新上界估计,并证明了新估计式优于
一忆、≤志+封志垂(南)]<志+塞[南莺(,+南)].
万方数据
茸(,+F专万)]<骞(去垂Fb).c2,
(3)
第1期
王
峰:严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
一
63
————————————————————————————————————————————————————————一
本文继续给出严格对角占优M一矩阵A的逆矩阵无穷范数IlA,I|。。的新上界估计式.
定理1
设A一(口i)∈嗵”。”是严格对角占优M一矩阵,B—A‘2㈨,A—l一(口。)且B一-一(岛),则
A1||。,≤
J=2
1
n。。一∑I以。,1研,。(A)
+F百‰悃。1忆.
(4)
证明:令7。(A)一∑口Ⅱ,MA一||A一1||。。,帆一lIB一,忆,则MA—max田,(A),
’
J∈N
J∈N
M。一罂眵{∑pj}.由引理1、引理2和引理5知
2冬J每”2≤,≤H
小A,一㈨+骞%≤去+去塞c一口¨,塞风≤去+去塞c一‰,%≤
去+F‰帆≤
1
△’1一d1(A)Z】(A)…5、
‰一∑hj研“A)
+『二磊袅而.’1一dl(A)Z1(A)’
当2≤i≤胛,2≤歹≤卯时,由引理1和引理3得
。∑㈣&
一吼
一△
a
≤△・m“(A)・口ll—m,1(A)<l,
口。一风+口。,∑风(一日。。)≤岛+口。,研,。(A)<岛+口,,.
女=2
故当2≤i≤行时,由引理4得
7
A
=口
“铆・(A)+MB≤(去+#‰)“A)+MB≤
+
。∑斛
%
≤
口
m
A、,+
∑(岛+a。,m。(A))≤m,。(A)叩。(A)+MB≤
J=2
去+F=‰≤1
△’1一d】(A)£。(A)、
盘。。一∑I口。,J
+『二磊袅而.
。1一d】(A)Z】(A)‘
m,。(A’
’=2
再由式(5),(6)得
A叫IJ。。≤
1
盆。。一∑}盘。,I搬,,(A’
+Fi‰悃。1忆.
。1一d。(A)Z1(A)”一
“~‘
从而式(4)得证.
对式(4)应用迭代法可得如下定理:
定理2
设A一(ni)∈豫“”是严格对角占优M一矩阵,则A1
lI。。≤
1
‰一∑‰l优;。(A)
2
I吼。一;刍,
E=2
赢+塞e忑5
‰亘可蒜1.㈩
应用定理2可得:推论l
设A=(ai)∈嗵“”是严格对角占优M一矩阵,则
舢,≥卜一
1
+
h一∑I
c
Jm女l(A)
。∑础口。一∑k口“一厶I
n4
^=l十1
注1
由A一(n。)∈吨耐”是严格对角占优矩阵知
蕊垂南¨
o≤“,(A),z,(A)<1,
口i“,(A)一∑I口。『,i≠j,
i,j∈N.
々=计l
故估计式(7)优于估计式(3),即
万方数据
(5)…
(6)…
64
吉林大学学报(理学版)
第54卷
1
+
&。。一∑f&。;fme,(A)
^=2
。∑㈣
—百‰亘鬲志丽1≤丽—蒜+塞(丽i蒜重F蒜).
ni一∑k阢(A)’11“p…~…J、
A_1
2
严格口一对角占优矩阵A的II
Il。的上界
ni
设A一(盘,;)∈c“”,若存在口∈[o,1],使得l
占优矩阵‘7|.
引理6[83引理7嘲定理3
J>aRi(A)+(1一a)c,(A),则称A为严格a一对角
设A,B∈吨”硒,且A与A—B是非奇异的,则(A—B)一1一A_1+A_1B(J—A_1B)_1A~.若ffA一1忆.<1,则I—A是非奇异的,且ff(j~A)_1ff。,
≤击.
1
设A=(ni)∈吨”。”是严格旷对角占优M一矩阵,a∈(o,1].若{i∈NR,(A)>c。(A))≠力,
1
且妒l(A)<max
l≤f≤”
a(R,(A)
A_1忆。≤F讯万而等等酉丽
l≮!起"
则
(8)
其中
1
妒l(A)一
+
n。t
训。(A)~∑I
^=2
I们。。(A)
1≤j≤”
。∑础u,(A)一∑fn。fm“(A)’1
磊了吾蕊亟南1,
~“”。““j’
i—j,
R。(A)>C。(A),
u。(A)一max{口i,ai+口(R,(A)一C,(A))}.
证明:令A—B—C,B一(6。),C一(f。),且
fai+a(R,(A)一C,(A)),
~
l吼,
fa(R;(A)一C,(A)),
其他;
i—J,
R,(A)>C。(A),
q
Io,
其他.
对任意的i∈{i∈NIR,(A)>c,(A)),有6i一日i+a(R。(A)一c,(A))>R,(A)一R,(B);对任意的
i∈{i∈N1R。(A)≤C,(A)),有
6i一口i>状。(A)+(1一a)C。(A)≥R:(A)一R:(B).
因此,B是严格对角占优M一矩阵.
由定理2和B的定义得B-1|1。≤
^=2
1
+
6。。一∑‰I‰(B)
1
。∑瑚
u,(A)一∑1&。tImt,(A)
女一2
_忐莺高]=蕊专去蕊垂去卜跳
6i一∑‰帆(曰)9一吖一“小~j
1
u。(A)一∑1
n。I
m。(A)’1
“。““。““】
川…一
再由定理条件得
f|B叫c||,,≤l|B-1il。|1c|f。≤9。(A)maxn(R,(A)一c:(A))<1.
I≮f≈”
进而由引理6和引理7得
||A“||…一IJ(B—c)_1Jl。。一|JB-1+B_1c(J—B叫c)“B—l|。=
|lB“|1。+I|B-1c1|。:《(I—B-1C)_1||。。||B-1|I。。≤
万方数据
第1期
王,峰:严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
65
B_1C|I
1一||B-1c||…“~
”。、’
1一||B_1c||。。
≤
翌!!垒1
1一妒1(A)max口(R,(A)一C,(A))’
1≤l≤”
于是式(8)得证.3
数值实例
例l设
32
—1
28
—3一l
27
~l~2~4
40
一2—3
O
—4—4一2—2—5
30
—2
O
—3一1—2—4—1—2—238
0
—1—1—4—2—4—5—3—428—3
—4—3—4—5—1—3—4一l—326
—4—1—3—5
A—
—2
0
—3—5—2
0
—3—3
0
—3—4—2一l—2—3
0
一1
27.01
~5~1~1~4~1—2
—4—2—2—3—4
一536一2—4—1
—3—3—4—1
—4一l—3—3
—1一3—2
—1
易知A是严格对角占优M一矩阵,应用式(1)~(3),分别可得0A_1||。。≤100,I|A_1|I。。≤
14.038
1,II
A-1
II。。≤6.4821.但应用式(7)得lA叫II。。≤1.270
一2
8.
例2设A—I~1
0
3—2
4
一l
易知A不是严格对角占优M一矩阵,而A是严格口一对角占优M一矩阵(口一o.5).因此,不能用式(1)~(3)估计Il
A_1
lI…但应用式(8)得||A_1||。≤6.414
6.
综上可见,本文给出了严格对角占优M一矩阵的逆矩阵的无穷范数上界新的估计式,改进了文献[1—4]中的相关结果.数值算例表明,新估计式优于文献[1—4]中的相应结果.
参
[1]
[2]
考文献
a
VarahJM.ALowerBoundforthesmalIestsingularValueofShivakumarPN.WilliamsJJ.YEQiang,eta1.M—MatriceswithApplication
to
Mat“x[J].I。inear
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to
()nTwo-SidedBoundsRelated
WeaklyDiagonallyDominant
DigitaICircuitTingzhu.
Dynamics[J].SIAM
Bound
for
JMatrixAnalAppl,1996,17(2):298—312.
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CHENGGuanghui,
HUANG
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strictlyDiagonally
Dominant
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wANGPing.An
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for|JA一1||。ofStrictlyDiagonallyDominantM—Matrices[J].Linear
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HadamardProductof
an
CHENFubing.NewInequalitiesfortheM—MatrixandItsInverse[J/()I。].JInequal
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邰志艳,李庆春.非奇异H一矩阵的一组新判定[J].吉林大学学报(理学版),20】4,52(6):¨7】一¨75.
(TAIzhiyan,LI
Qingchun.
Aset
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(ScienceEdition),2014,52(6):1171—1175.)
[8]徐树方.矩阵计算的理论与方法[M].北京:北京大学出版社,199j.(XU
MatrixComputation[M].Beijing:PekingUniversityPress,1995.)
Shufang.TheoryandMethodsabout
(责任编辑:赵立芹)
万方数据
第54卷第1期吉林大学学报(理学版)
JournalofJilinUniversity(ScienceEdition)
Vol-54
Jan
No.1
2016
2016年1月
doi:lO.13413/j.cnki.jdxblxb.2016.01.11
严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
王
蝰
(贵州民族大学理学院,贵阳550025)
摘要:利用逆矩阵元素的范围,给出严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数上界新的估计式,进而得到严格对角占优M一矩阵最小特征值下界的估计式,并给出了严格a一对角占优M一矩阵的逆矩阵的无穷范数新上界.理论分析和数值实例表明,新估计式改进了已有的
结果.
关键词:对角占优;M一矩阵;上界;最小特征值中图分类号:0151.21
文献标志码:A
文章编号:167卜5489(2016)01~0061一05
NewUpperBoundsIbrtheInfinityNonnofInverse
StrictlyDiagonallyD0minant
WANGFeng
(CoZZPgPo,SfiP行cP,G“波^o“Min2“【rki"Prsify,GMiyⅡ”g550025,C^i”d)
Matrix
of
M—Matrix
Abstract:Based
on
therangefortheelementsofinversematrix,
a
a
newupperboundoftheinfinity
so
as
normofinVersematrixof
strictlydiagonallydominantM—matrixwaspresented
to
obtain
a
lowerboundoftheminimumeigenvalueoftheM—mat“x.infinitynormof
inVerse
Meanwhile,
a
newupper
boundofthe
Theory
matrixof
a
strictly口一diagonallydominantM—matrixwasgiven.
analysisandnumericalexamplesshowthattheseboundsimproveexistedresults.Keywords:diagonaldominance;M—matrix;upperbound;minimumeigenvalue
0
引
目
M一矩阵在矩阵论、计算数学、物理学、生物学、经济学等诸多领域应用广泛.目前,关于严格对角占优M一矩阵A的逆矩阵的无穷范数II
A.1
l|。的上界估计问题已得到了一系列较好的结果m5I.本文
继续考虑IA-1忆。的上界估计问题,给出一些新的估计式.数值实例表明,这些新估计式改进了文献[卜4]中的相应结果.
设嗯”“7表示全体行阶实方阵的集合,N表示全体正整数的集合。设A∈嗯”“,A≥o表示A为非负矩阵,lD(A)表示A的谱半径.若A=(日。)∈R”硒且盘。,≤0(睁!歹),则称A为Z-矩阵,记为A∈Z。.设A∈Z一则A可表示为A一Ⅱ一B,其中:s为实数;J为单位阵;B≥0.当s>.0(B)时,称A为M一矩阵.用r(A)表示M一矩阵A的最小特征值.
收稿日期:2015一05一04.作者简介:王
网络出版时间:2015一ll18.
峰(1981一),男。汉族,博士,副教授,从事矩阵理论及其应用的研究,E—mail:wangf991@163.com.
基金项目:国家自然科学基金(批准号:11361074)、贵州省科学技术基金(批准号:[2015]2073)、贵州省科技厅联合基金(批准号
[2015]7206)、贵州省教育厅自然科学基金(批准号:[2015]420)和贵州民族大学科研基金(批准号:15xRY004).
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1340.().20151118.1013.002.html.
万方数据
62
吉林大学学报(理学版)第54卷
为讨论方便,引进下述记号:设A一(ni)∈R以”,i,j,是∈N,睁!J,记
刚A)一善kI,c舶)一蚤h,I,引A)一臀,m)_{i∈…t<1)'
“A)一由,塞。hI^(A)一恶葚{;到口iI儿il)㈡(A)一M)_0,
如(A)一————上午毒]————一,m一(A)一————上笸与T一,A““’一
1)d,(A)≤1,i∈N;
2)J(A)≠p;
kI+∑k协(A)
kI+∑kk(A)
ai
…
“nI
以”f
…
口M
显然,若-,(A)一N,则矩阵A即为严格对角占优矩阵.若A一(n。)∈吨”“’满足下列3个条件:
3)对Vi硭J(A),存在非零元素序列nq口v。…m,t,其中i≠i・,i・≠iz,…,i,≠志,愚∈.厂(A).则称A为弱链对角占优矩阵比].
引理1[2:
设A一(以。)∈吨袱”是弱链对角占优M一矩阵,B—A∽“’,A-1=(ai),且B_1一(阮),则
㈨一去,a,-一去荟陬卜%),%一去荟风(_‰),ai一岛+鳓,荟风卜吼1),
其中△一n。,一∑以。。(∑卢岳a,。)>o.若.,(A)一N,则△≥n・,(1一d-(A)z・(A))≥a--(1一d・(A)).
引理2Ⅲ
设A一(n。)∈吨耐”是严格对角占优M一矩阵,则
△≥Ⅱll(1一d1(A)Zl(A))>nll(1一dI(A))>O.
引理3[61
设A一(n。)∈吨”“7是严格对角占优M一矩阵,则A_1一(ai)满足
a。≤m,,(A)a“≤m,(A)ai,
j,i∈N,
j≠i.
,,.
引理4[63设A一(口。)∈R积”是严格对角占优M一矩阵,则A_1一(ai)满足
一冬ai冬
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//
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观川m,(A)’
1
J≠4
i∈N.
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r≤则训,r≤罂aX{善ai),r≥删善n。),丰≤r≤÷,
其中:T一罢肾{善au}=|I一忆州一删善a。}・
1
严格对角占优矩阵A的lI
A_1
II。。的上界
;l~’文献[1]给出了严格对角占优矩阵的逆矩阵的无穷范数上界估计:设A=(ni)∈嗵脓”是严格对角
苦优矩阵,则
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一忆、≤志+封志垂(南)]<志+塞[南莺(,+南)].
万方数据
茸(,+F专万)]<骞(去垂Fb).c2,
(3)
第1期
王
峰:严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
一
63
————————————————————————————————————————————————————————一
本文继续给出严格对角占优M一矩阵A的逆矩阵无穷范数IlA,I|。。的新上界估计式.
定理1
设A一(口i)∈嗵”。”是严格对角占优M一矩阵,B—A‘2㈨,A—l一(口。)且B一-一(岛),则
A1||。,≤
J=2
1
n。。一∑I以。,1研,。(A)
+F百‰悃。1忆.
(4)
证明:令7。(A)一∑口Ⅱ,MA一||A一1||。。,帆一lIB一,忆,则MA—max田,(A),
’
J∈N
J∈N
M。一罂眵{∑pj}.由引理1、引理2和引理5知
2冬J每”2≤,≤H
小A,一㈨+骞%≤去+去塞c一口¨,塞风≤去+去塞c一‰,%≤
去+F‰帆≤
1
△’1一d1(A)Z】(A)…5、
‰一∑hj研“A)
+『二磊袅而.’1一dl(A)Z1(A)’
当2≤i≤胛,2≤歹≤卯时,由引理1和引理3得
。∑㈣&
一吼
一△
a
≤△・m“(A)・口ll—m,1(A)<l,
口。一风+口。,∑风(一日。。)≤岛+口。,研,。(A)<岛+口,,.
女=2
故当2≤i≤行时,由引理4得
7
A
=口
“铆・(A)+MB≤(去+#‰)“A)+MB≤
+
。∑斛
%
≤
口
m
A、,+
∑(岛+a。,m。(A))≤m,。(A)叩。(A)+MB≤
J=2
去+F=‰≤1
△’1一d】(A)£。(A)、
盘。。一∑I口。,J
+『二磊袅而.
。1一d】(A)Z】(A)‘
m,。(A’
’=2
再由式(5),(6)得
A叫IJ。。≤
1
盆。。一∑}盘。,I搬,,(A’
+Fi‰悃。1忆.
。1一d。(A)Z1(A)”一
“~‘
从而式(4)得证.
对式(4)应用迭代法可得如下定理:
定理2
设A一(ni)∈豫“”是严格对角占优M一矩阵,则A1
lI。。≤
1
‰一∑‰l优;。(A)
2
I吼。一;刍,
E=2
赢+塞e忑5
‰亘可蒜1.㈩
应用定理2可得:推论l
设A=(ai)∈嗵“”是严格对角占优M一矩阵,则
舢,≥卜一
1
+
h一∑I
c
Jm女l(A)
。∑础口。一∑k口“一厶I
n4
^=l十1
注1
由A一(n。)∈吨耐”是严格对角占优矩阵知
蕊垂南¨
o≤“,(A),z,(A)<1,
口i“,(A)一∑I口。『,i≠j,
i,j∈N.
々=计l
故估计式(7)优于估计式(3),即
万方数据
(5)…
(6)…
64
吉林大学学报(理学版)
第54卷
1
+
&。。一∑f&。;fme,(A)
^=2
。∑㈣
—百‰亘鬲志丽1≤丽—蒜+塞(丽i蒜重F蒜).
ni一∑k阢(A)’11“p…~…J、
A_1
2
严格口一对角占优矩阵A的II
Il。的上界
ni
设A一(盘,;)∈c“”,若存在口∈[o,1],使得l
占优矩阵‘7|.
引理6[83引理7嘲定理3
J>aRi(A)+(1一a)c,(A),则称A为严格a一对角
设A,B∈吨”硒,且A与A—B是非奇异的,则(A—B)一1一A_1+A_1B(J—A_1B)_1A~.若ffA一1忆.<1,则I—A是非奇异的,且ff(j~A)_1ff。,
≤击.
1
设A=(ni)∈吨”。”是严格旷对角占优M一矩阵,a∈(o,1].若{i∈NR,(A)>c。(A))≠力,
1
且妒l(A)<max
l≤f≤”
a(R,(A)
A_1忆。≤F讯万而等等酉丽
l≮!起"
则
(8)
其中
1
妒l(A)一
+
n。t
训。(A)~∑I
^=2
I们。。(A)
1≤j≤”
。∑础u,(A)一∑fn。fm“(A)’1
磊了吾蕊亟南1,
~“”。““j’
i—j,
R。(A)>C。(A),
u。(A)一max{口i,ai+口(R,(A)一C,(A))}.
证明:令A—B—C,B一(6。),C一(f。),且
fai+a(R,(A)一C,(A)),
~
l吼,
fa(R;(A)一C,(A)),
其他;
i—J,
R,(A)>C。(A),
q
Io,
其他.
对任意的i∈{i∈NIR,(A)>c,(A)),有6i一日i+a(R。(A)一c,(A))>R,(A)一R,(B);对任意的
i∈{i∈N1R。(A)≤C,(A)),有
6i一口i>状。(A)+(1一a)C。(A)≥R:(A)一R:(B).
因此,B是严格对角占优M一矩阵.
由定理2和B的定义得B-1|1。≤
^=2
1
+
6。。一∑‰I‰(B)
1
。∑瑚
u,(A)一∑1&。tImt,(A)
女一2
_忐莺高]=蕊专去蕊垂去卜跳
6i一∑‰帆(曰)9一吖一“小~j
1
u。(A)一∑1
n。I
m。(A)’1
“。““。““】
川…一
再由定理条件得
f|B叫c||,,≤l|B-1il。|1c|f。≤9。(A)maxn(R,(A)一c:(A))<1.
I≮f≈”
进而由引理6和引理7得
||A“||…一IJ(B—c)_1Jl。。一|JB-1+B_1c(J—B叫c)“B—l|。=
|lB“|1。+I|B-1c1|。:《(I—B-1C)_1||。。||B-1|I。。≤
万方数据
第1期
王,峰:严格对角占优M一矩阵的逆矩阵无穷范数的新上界
65
B_1C|I
1一||B-1c||…“~
”。、’
1一||B_1c||。。
≤
翌!!垒1
1一妒1(A)max口(R,(A)一C,(A))’
1≤l≤”
于是式(8)得证.3
数值实例
例l设
32
—1
28
—3一l
27
~l~2~4
40
一2—3
O
—4—4一2—2—5
30
—2
O
—3一1—2—4—1—2—238
0
—1—1—4—2—4—5—3—428—3
—4—3—4—5—1—3—4一l—326
—4—1—3—5
A—
—2
0
—3—5—2
0
—3—3
0
—3—4—2一l—2—3
0
一1
27.01
~5~1~1~4~1—2
—4—2—2—3—4
一536一2—4—1
—3—3—4—1
—4一l—3—3
—1一3—2
—1
易知A是严格对角占优M一矩阵,应用式(1)~(3),分别可得0A_1||。。≤100,I|A_1|I。。≤
14.038
1,II
A-1
II。。≤6.4821.但应用式(7)得lA叫II。。≤1.270
一2
8.
例2设A—I~1
0
3—2
4
一l
易知A不是严格对角占优M一矩阵,而A是严格口一对角占优M一矩阵(口一o.5).因此,不能用式(1)~(3)估计Il
A_1
lI…但应用式(8)得||A_1||。≤6.414
6.
综上可见,本文给出了严格对角占优M一矩阵的逆矩阵的无穷范数上界新的估计式,改进了文献[1—4]中的相关结果.数值算例表明,新估计式优于文献[1—4]中的相应结果.
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(责任编辑:赵立芹)
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