计算,,和。解:第30页,共73页,星期日,2025年,2月5日因为所以。练习:设或第31页,共73页,星期日,2025年,2月5日分别计算这两个矩阵的,,和。例2:证明:对于任何矩阵都有第32页,共73页,星期日,2025年,2月5日如何由矩阵范数构造与之相容的向量范数?定理:设是矩阵范数,则存在向量范数使得证明:对于任意的非零向量,定义向量范数,容易验证此定义满足向量范数的三个性质,且第33页,共73页,星期日,2025年,2月5日例:已知矩阵范数求与之相容的一个向量范数。解:取。设第34页,共73页,星期日,2025年,2月5日那么矩阵的谱半径及其性质定义:设,的个特征值为,我们称为矩阵的谱半径。例1:设,那么第35页,共73页,星期日,2025年,2月5日这里是矩阵的任何一种范数。例2:设是一个正规矩阵,则证明:因为第36页,共73页,星期日,2025年,2月5日于是有例3:设是上的相容矩阵范数。证明:(1)(2)为可逆矩阵,为的特征值则有第37页,共73页,星期日,2025年,2月5日例5:如果,则均为可逆矩阵,且这里是矩阵的算子范数。矩阵序列与极限定义:设矩阵序列,其中第38页,共73页,星期日,2025年,2月5日,如果个数列都收敛,则称矩阵序列收敛。进一步,如果那么我们称矩阵为矩阵序列的极限。第39页,共73页,星期日,2025年,2月5日例:如果设,其中那么第40页,共73页,星期日,2025年,2月5日定理:矩阵序列收敛于的充分必要条件是其中为任意一种矩阵范数。证明:取矩阵范数必要性:设第41页,共73页,星期日,2025年,2月5日那么由定义可知对每一对都有从而有上式记为第42页,共73页,星期日,2025年,2月5日充分性:设那么对每一对都有即第43页,共73页,星期日,2025年,2月5日故有现在已经证明了定理对于所设的范数成立,如果是另外一种范数,那么由范数的等价性可知第44页,共73页,星期日,2025年,2月5日这样,当时同样可得因此定理对于任意一种范数都成立。同数列的极限运算一样,关于矩阵序列的极限运算也有下面的性质。(1)一个收敛的矩阵序列的极限是唯一的。(2)设第45页,共73页,星期日,2025年,2月5日则(3)设,其中,那么(4)设,其中