弗罗贝尼乌斯不等式(Frobenius inequality)亦称西尔维斯特不等式,是一种特殊不等式,指矩阵乘积的秩与其因子的秩之间的重要关系式。设矩阵A和B是可乘的,而B和C是可乘的,则r(ABC)≥r(AB)+r(BC)-r(B),在此不等式中,若A为m×n矩阵,B为n阶单位矩阵,C为n×s矩阵,则r(AC)≥r(A)+r(C)-n,有的书籍也称第一种情况为弗罗贝尼乌斯不等式,第二种情况为西尔维斯特不等式1。

基本介绍设A、B、C分别为m×n,n×s,s×t矩阵,则:r(ABC)≥r(AB)+r(BC)-r(B)。

,则r(AB)≥r(A)+r(B)-n2。

弗罗贝尼乌斯不等式的证明弗罗贝纽斯(Frobenius)不等式

设A、B、C分别为m×n,n×s,s×t矩阵,则:r(ABC)≥r(AB)+r(BC)-r(B)。

证明: 只要证明:

即可。

事实上,因为

所以

下面西尔维斯特(Sylvester)不等式也可由弗罗贝纽斯不等式的直接推得。故有的书籍也将其称为弗罗贝纽斯不等式。

西尔维斯特(Sylvester)不等式

,则r(AB)≥r(A)+r(B)-n。

证明 只要证明:

事实上,由

证完2。

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胡建平 - 副教授 - 西北工业大学