二、埃尔米特(H)型
[H型] 关于n个实(或复)变数的一个二次型
称为一个埃尔米特型(H型),式中A为一个n阶埃尔米特矩阵(第四章,§2,四),即.
如果一个H型对任一组不全为零的复数,使得,,或,则分别称H型为正定的,负定的,半正定的或半负定的.其他一切H型称为不定的(即的符号与有关)或恒等于零.
[化H型为标准型]
1o一个线性变换(3)把每个H型变为关于新变数的一个新的H型
式中
或
2o对每个H型,存在线性变换(3),使得
(7)
在(7)式中系数不等于零的个数r与所采用的对角化的变换无关,并且等于已知矩阵A的秩,r称为H型的秩.
3o特别,对每个H型存在一个对应于对角线酉矩阵T的线性变换,可把H型化为标准型
(8)
式中实数组是已知矩阵A的特征值.
4o再施行变换,表达式(8)化为
式中等于1,或0,分别对应于特征值是正的,负的或零.
[两个H型的联立简化] 给定两个H型与,其中是正定的,存在一个变换(3),使得
实数是矩阵的特征值,它们是n次代数方程
的根.
[正定等的判别法]
1o一个H型是正定,负定,半正定,半负定,不定或恒等于零的充分必要条件是:矩阵A的特征值(一定是实的)分别都是正的,都是负的,都是非负的,都是非正的,符号不同或都等于零.
2o一个埃尔米特矩阵A(和相应的H型)是正定或半正定的充分必要条件是:的每个主子式都是正的或非负的.
3o一个埃尔米特矩阵A(和相应的H型)是负定或半负定的充分必要条件是:-A分别是正定或半正定.
4o一个矩阵A是一个半正定的埃尔米特矩阵的充分必要条件是: