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关于子矩阵化和特征值不等式。 (英语) Zbl 1331.15010号

设\(\alpha=(\alpha_1,\alpha_2,\dots,\alpha_n)\in\mathbb{R}^n\)。向量\(\alpha^{\downarrow}=(\alfa_1^{\downarrow},\alpha_2^{\DOwnarrows},\点,\alfa^{\dawnarrows})\)通过按降序重新排列\(\alpha\)的坐标来获得。对于\(\alpha,\beta\in\mathbb{R}^n),我们说\(\alpha\[\sum_{i=1}^k\alpha_i^{\downarrow}\leq\sum_{i=1}^k\ beta_i^}\]保留任何\(1\leq k\leq n \)。在这种情况下,我们编写\(\alpha\prec_w\beta\),它也被称为弱控制。对于\(k\in\mathbb{R}\),\(k\)的正负部分定义为\[k^+=\begin{cases}k&\text{if}k\geq0,\\0&\text}otherwise;}\end{casesneneneep\]
\[k^-=\begin{cases}k&\text{if}k\leq0,\\0&\text}otherwise}。\结束{cases}\]我们为\mathbb{R}^n中的\(\ alpha=(\ alfa_1^+,\ alpha_2^+,\dots,\alpha_n^+)\)和\(\ alpha^-=(\alpha_1^-,\alfa_2^-,\ dots,\ alfa_n^-)\)定义\(\α^+=(\α_1^+、\α_2^+、\dots、\ alpha_n)。我们用\(A\circ B\)表示Schur乘积(或Hadamard乘积),即M_n(\mathbb{C})中\(A,B\)的入口乘积。对于M_n(mathbb{C})中的自共轭矩阵,我们用(lambda(a))表示由(a)的特征值按降序组成的向量。作者证明了以下概括R.B.巴帕特V.S.Sunder公司的定理[线性代数应用72,107–117(1985;Zbl 0577.15016号)]:
设(φ)是具有Choi-Kraus分解(φ(a)=sum{k=1}^mD_kAD_k^*)的(M_n(\mathbb{R})上的完全正映射。设\(delta=\delta^{\downarrow}\ in \mathbb{R}^n\),这样\(lambda(\phi(I))\prec_w\delta\)和\(lampda(\pi^*(I),\precw\delta)。如果M_n(\mathbb{C})中的\(A\)是自共轭的,那么
(1)
\(\lambda^+(\phi(A))\prec_w\lambda ^+(A)\circ\delta\)和
(2)
\(\lambda^-(\phi(A))\prec_w\lambda ^-(A)\circ\delta^{\uparrow}。)
对于M_n(mathbb{C})中的半正定矩阵(A,B),已知\[\λ{\最小}(A)\cdot\lambda{\最小{(B)\leq\lambda{\最小(A\circ B)\leq\lampda{\最大}。\]作者利用前面的子joralization定理证明了以下特征值不等式:设M_n(mathbb{C})中的(A,B)是自共轭的。
(1)
如果\(B\)是正半定的,而\(A\)不是正半定,则\[\lambda_{\min}(A\circ B)\geq\lambda_{\minneneneep(A)\cdot\lambda{\max}(B)。\]
(2)
如果\(B\)是正半定的,而\(-A\)不是正半定,则\[\λ_{\max}(A\大约B)\leq\lambda_{\max}(A)\cdot\lambda_{\max}(B)。\]
(3)
如果\(A,-A,B,-B\)不是半正定的,那么\[\lambda{max}(A\circ B)\leq\lambda_{max}-(A)\cdot\lambda_{max{(B)+\lambda_{min}(A)\ cdot\lambda_{min}-(B)\]\[\lambda_{\min}(A\circ B)\geq\lambda_2{\max}(A)\cdot\lambda _{\min}(B)+\lambda _{\min}。\]

MSC公司:

15A42型 包含特征值和特征向量的不等式
15A45型 涉及矩阵的其他不等式
15个B48 正矩阵及其推广;矩阵的锥
15B51号 随机矩阵
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Hardy GH,不等式(1988)
[2] 霍恩RA,矩阵分析,2。编辑(2013)
[3] Marshall AW,科学与工程数学143(1979)
[4] DOI:10.1007/978-1-4614-1099-7·Zbl 1229.15002号 ·doi:10.1007/978-1-4614-1099-7
[5] DOI:10.1090/psapm/040/1059485·doi:10.1090/psapm/040/1059485
[6] 内政部:10.1017/CBO9780511840371·doi:10.1017/CBO9780511840371
[7] 内政部:10.1016/0024-3795(85)90147-8·Zbl 0577.15016号 ·doi:10.1016/0024-3795(85)90147-8
[8] 内政部:10.1007/978-1-4612-0653-8·doi:10.1007/978-1-4612-0653-8
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