행렬 A는 은둔자이기 때문에 대각선이 가능하며 고유 벡터 {u1, ..., un}의 직교 기준을 선택할 수 있다. 즉, u는i 고유값 λ의i 고유 벡터로서 모든 i ui j에 대해 (ui, u) = 1 및 (ui, uj) = 0이다.
U가 치수 k의 하위 공간인 경우, 그 하위 공간 범위{uk, ...,un}와의 교차점이 0이 아니므로(단순히 치수 확인으로) 이 교차로에는 벡터 v ≠ 0이 존재하며, 따라서 우리는 이 교차로에 다음과 같이 기록할 수 있는 벡터 v ≠ 0이 있다.
그리고 레일리 지수가 누구지?
(모든 \ \ 및 따라서 i=k, ..,n.
이것은 모든 U에게 해당되기 때문에, 우리는 다음과 같이 결론을 내릴 수 있다.
이것은 하나의 불평등이다.다른 불평등을 설정하기 위해 특정 k-차원 공간 V= span{u1, ...,uk}을(를) 선택하십시오.
왜냐하면 는 V에서 가장 큰 고유값이기 때문이다.그러므로, 또한
U가 차원 n-k+1의 하위 공간인 경우, 우리는 유사한 방식으로 진행한다: 차원 k, span{u1, ...,uk}의 하위 공간을 고려하라.서브 스페이스 U와의 교차점은 0이 아니므로(단순히 치수 확인으로) 이 교차점에는 벡터 v가 존재하며, 우리는 이를 다음과 같이 쓸 수 있다.
그리고 레일리 지수가 누구지?
그래서
이것은 모든 U에게 해당되기 때문에, 우리는 다음과 같이 결론을 내릴 수 있다.
다시 말하지만, 이것은 방정식의 한 부분이다.다른 불평등을 얻기 위해서는 의 고유벡터 u가 U= span{uk, ...,un}에 포함되어 있다는 것을 다시 한 번 주목하여 평등을 결론짓는다.
비헤르미티아인 사례의 백범시본
N을 영점 행렬로 두십시오.
Rayleigh 지수 ( ) 을(를) 위와 같이 정의하십시오.반면 레일리 비율의 최대값.mw-parser-output 그럼 그것이 N의 유일한 고유치가 0을 볼, .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac .num,.mw-parser-output.sfrac .den 쉽다.{디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}1/2.즉, Rayleigh quotient의 최대값이 최대 고유값보다 크다.
적용들
최소-최대 단수 값에 대한 원리
정사각형 행렬 M의 단수 값 {σk}은 M*M(동일하게 MM*)의 고유값의 제곱근이다.최소-최대 정리에서의 첫 번째 동일성의 즉각적인 결과는[citation needed] 다음과 같다.
마찬가지로
Here denotes the kth entry in the increasing sequence of σ's, so that .
A를 대칭 n × n 행렬이 되게 하라.m × m 행렬 B, 여기서 m m n은 PAP* = B와 같은 치수 m의 하위 공간에 직교 투영 P가 존재하는 경우 A의 압축이라고 불린다.Cauchy interlacing 정리에는 다음과 같이 명시되어 있다.
정리.A의 고유값이 α1≤이면 ... ≤αn, 그리고 B의 것은 β1≤ ...이다. ≤ βj ≤ ... ≤βm, 그 다음 모든 j for m에 대해,
이것은 최소-최대 원칙을 사용하여 증명할 수 있다.β에i 해당하는 고유벡터 b와is를j j 치수아공간j S = span{b1, ...,bj}이 되도록 한다.
min-max의 제1부에 의하면 αj ≤ βj.한편m−j+1 S = span{bj, ..., b}를m 정의하면,
여기서 min-max의 두 번째 부분에 의해 마지막 불평등이 주어진다.
n- m= 1일 때, 우리는j α αβjα를j+1 가지고 있으므로 상호연속 정리라는 명칭이 있다.
소형 연산자
힐베르트 공간 H. 그러한연산자의 스펙트럼(유전값 집합)이 0인 실제 숫자의 집합이라는 것을 상기하라.따라서 A의 양의 고유값을 다음과 같이 나열하는 것이 편리하다.
매트릭스 사례에서와 같이 다중성으로 항목이 반복되는 경우.(순서가 감소하고 있음을 강조하기 위해 k= ↓ H가 무한 차원일 때 위의 고유값 순서는 반드시 무한정이다.우리는 이제 매트릭스 케이스에서와 같은 추론을 적용한다.Sk ⊂ H를 k차원 아공간으로 두면 다음과 같은 정리를 얻을 수 있다.
정리(최소-최대).힐버트 공간 H에서 A가 콤팩트하고 자기 적응력이 뛰어난 연산자가 되도록 하자. 이 연산자의 고유값은 감소 순서에 따라 나열된다. ≤ ... ... … ≤ λk1. 그럼:
유사한 한 쌍의 동등성은 음의 고유값을 유지한다.
증명
Let' S'는 선형 범위 ′ =span{ k, k+ 1,의 닫힘으로 한다S' 하위공간에는 codimension k - 1. 매트릭스 사례에서와 동일한 치수 계수 인수에 의해 S' sk S는 비어 있지 않다.= 1 \ x을(를) 가진 x ∈ S'가k 존재한다 S'의 요소이기 때문에 그러한 x는 반드시 충족된다.
그러므로 모든 S에k 대하여
그러나 A는 콤팩트하기 때문에 f(x) = (Ax, x) 함수는 약하게 연속된다.게다가 H에 있는 경계 세트는 모두 약하게 소형이다.이를 통해 최소값을 다음과 같이 대체할 수 있다.
그렇게
S = 1,…, k{\\{ .
이것은 소형 자기 적응 연산자를 위한 min-max 정리의 첫 번째 부분이다.
이와 유사하게 직교보완물이 S로k−1⊥ 표시되는 a (k - 1)차원 아공간k−1 S를 고려한다.S' = span{u1...uk}인 경우
그렇게
이것은 내포하고 있다.
A의 콤팩트함을 적용한 곳k-1차원 서브스페이스의 집합으로 위의 내용을 색인화한다.
Sk−1 = span{u1, ..., uk−1}를 선택하면 추론한다.
자가 승인 연산자
min-max 정리는 (아마도 무한정) 자기 적응 연산자에도 적용된다.[1][2]필수 스펙트럼은 유한 다중의 분리된 고유값이 없는 스펙트럼이다.때때로 우리는 필수 스펙트럼 아래에 몇 가지 고유값을 가지고 있으며, 우리는 고유값과 고유특성의 근사치를 원한다.
정리(최소-최대).A를 자인하고 E E ⋯ ⋯ { { { { { { { { { { { { { { { le le le \ \ \ } le le le le le le le le le le le le le \ le \ \ \ le \ \ \ le \ \ \ \ \ \ \ \그러면
.
N 고유값만 있고 따라서 고유값이 소진된 경우, N>N에 En e ) {\ \_{ess}(필수 스펙트럼의 하단)을 int-max로 교체한 후 위의 문장이 유지된다.
정리(최대-최소).A를 자인하고 E E ⋯ ⋯ { { { { { { { { { { { { { { { le le le \ \ \ } le le le le le le le le le le le le le \ le \ \ \ le \ \ \ le \ \ \ \ \ \ \ \그러면
.
N 고유값만 있고 따라서 고유값이 소진된 경우, N > N에 e 필수 스펙트럼 하단)을 허용하고, 위의 문장은 최대 분량을 Sup-inf로 대체한 후 유지한다.