克罗内克积

时间:2023-05-01 06:28:26编辑:奇闻君

克罗内克积

则是一个的分块矩阵更具体地可表示为双线性结合律

克罗内克积

是张量积的特殊形式,因此满足双线性与结合律:

其中,A,B和C是矩阵,而k是常量。

克罗内克积

不符合交换律:通常,不同于。和 是置换等价的,也就是说,存在置换矩阵P和Q,使得如果A和B是方块矩阵,则 和 甚至是置换相似的,也就是说,我们可以取。混合乘积性质

如果

A

B

C

D

是四个矩阵,且矩阵乘积

AC

BD

存在,那么:

这个性质称为“混合乘积性质”,因为它混合了通常的矩阵乘积和克罗内克积。于是可以推出,是可逆的当且仅当

A

B

是可逆的,其逆矩阵为:克罗内克和

如果

A

是矩阵,

B

是矩阵,表示单位矩阵,那么我们可以定义克罗内克和为:与抽象张量积

矩阵的克罗内克积对应于线性映射的抽象张量积。特别地,如果向量空间V、W、X和Y分别具有基和,且矩阵A和B分别在恰当的基中表示线性变换和,那么矩阵表示两个映射的张量积,关于的基和的类似基。与图的乘积

两个图的邻接矩阵的克罗内克积是它们的张量积图的邻接矩阵。两个图的邻接矩阵的克罗内克和,则是它们的笛卡儿积图的邻接矩阵。

转置

克罗内克积

转置运算符合分配律:

克罗内克积可以用来为一些矩阵方程得出方便的表示法。例如,考虑方程,其中A、B和C是给定的矩阵,X是未知的矩阵。我们可以把这个方程重写为这样,从克罗内克积的性质可以推出,方程具有唯一的解,当且仅当A和B是非奇异矩阵。(Horn & Johnson 1991,Lemma 4.3.1).

在这里,vec(X)表示矩阵X的向量化,它是把X的所有列堆起来所形成的列向量。

如果把X的行堆起来,形成列向量x,则也可以写为(Jain 1989,2.8 block Matrices and Kronecker Products)。

尽管没有明显证据证明利奥波德·克罗内克是第一个定义并使用这一运算的人,

克罗内克积

还是以其名字命名。确实,在历史上,

克罗内克积

曾以Johann Georg Zehfuss名字命名为Zehfuss矩阵。

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