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矩阵广义逆概念首先由E.H.Moore于1920年提出.从那时起广义逆理论不断完善,应用范围不断扩大,已涉及统计学,控制论,动力系统,非线性方程求解,最优化,图论和组合学等领域.
Ben-Israel和Greville于1974年提出矩阵A的广义逆A(2)T,S(具有指定值域T和零空间S的{2}逆)的概念.因为Moore-Penrose逆,Drazin逆和群逆等许多常用的广义逆均是广义逆A(2)T,S,所以对广义逆A(2)T,S的研究能获得各种常用广义逆的性质,发现它们的共性,统一它们的计算公式等.本文主要讨论某些环上矩阵A的广义逆A(2)T,S的存在条件和显式表示,整环上子式,以及一些应用.全文共分七章.
第一章,给出一些必要的准备知识,包括基本概念和常用符号.在这章中,我们首次给出了结合环上矩阵的加权Moore-Penrose逆的定义.推广了K.M.Prasad和R.B.Bapat给出的整环上矩阵的加权Moore-Penrose逆的概念.另外,我们还证明了如果结合环上矩阵的加权Moore-Penrose逆存在则其唯一并且讨论了它的一些基本性质.
第二章,首次给出了结合环上矩阵A的广义逆A(2)T,S的概念,并且研究了广义逆A(2)T,S的性质.还证明了对结合环上任意一个矩阵A,若加权Moore-Penrose逆A(+)MN,Moore-Penrose逆A(+),Drazin逆Ad和群逆Ag存在,则它们都是广义逆A(2)T,S.
在本章中,我们还给出了结合环上矩阵A的广义逆A(1,2)T,S存在的充分必要条件.本章的其余部分讨论结合环上vonNeumann正则矩阵A的广义逆A(1,2)T,S.给出了A(1,2)T,S存在的充分条件和显式表示,这些表示把A(1,2)T,S分别归结为群逆或{1}逆.在结合环上,我们还给出了vonNeumann正则矩阵A在一定的条件下对适当矩阵G,A(1,2)R(G),N(G)与A的常见广义逆是相同的.另外,我们还导出结合环上矩阵的加权Moore-Penrose存在的等价条件.
第三章,研究整环上矩阵A的广义逆A(2)T,S.首先,给出广义逆A(2)T,S存在的充分必要条件,A(2)T,S的显式表示和其元素的显式表示.然后,讨论常见广义逆与广义逆A(2)T,S的关系.接着,我们把广义逆A(2)T,S存在性与一种秩等式关联起来.最后,我们给出一个数值计算A(2)T,S的元素的例子,在这个例子中不必事先求出整个广义逆A(2)T,S.
第四章,讨论整环上矩阵A的广义逆A(2)T,S的子式.建立了广义逆A(2)T,S子式的显式表示.这为研究广义逆A(2)T,S的子矩阵带来了方便.
第五章,用矩阵的行列式秩来刻划整环上三个矩阵乘积的广义逆A(2)T,S满足反序律的条件.
第六章,将进一步刻划除环上矩阵A的广义逆A(2)T,S的性质.我们给出了除环上矩阵A的广义逆A(2)T,S存在的一个充分必要条件,以及归结于{1}逆的显式表示.并且证明了对适当的矩阵G,广义逆A(2)R(G),N(G)与群逆Ag,Drazin逆Ad和带对合函数ρ的Moore-Penrose逆A(+)是一致的.
在这章中,还讨论了除环上矩阵的广义逆A(2)T,S的反序律.第七章,研究多项式矩阵A(x)的广义逆A(x)(2)T,S的计算,提出了一个基于离散Fourier变换(DFT)的计算A(x)(2)T,S的算法.这种算法起源于由Karampetakis和Vologiannidis于2003年提出的、用于计算多项式矩阵的Moore-Penrose逆和Drazin逆的算法.为了得导出计算广义逆A(x)(2)T,S的算法.我们首先给出计算矩阵A的广义逆A(2)T,S的有限算法所依赖的定理的一个新证法,并且由此得到计算多项式矩阵A(x)的广义逆A(x)(2)T,S的有限算法所依赖的定理.在本章的最后我们列出了用Mathematica编写的算法程序代码.