M矩阵的性质、定理及证明一、M矩阵的概念定义1 设,且,称A为M矩阵。定义2 设,且,若为M矩阵,则称A为逆M矩阵。引理1 如果,且,A为M矩阵的充要条件是A可做三角分解,,其中L为下三角阵,R为上三角阵,L和R的主对角元都是正值。二、M矩阵的判定定理与证明定理1 若为M矩阵,则,其中下三角阵L和上三角阵R的主对角线元素为正,且其余元素为非正值。证明 若A为M阵,则当,;,。由引理1,A可做三角分解。设 , 则,故。因,故;因故;因,故,从而;因,故。类似的有,()。又因有及故相应有,。类似的有,()。假设时有,(),当时,由于,故。又由于,故;类似的可得到,()。证毕。定理2 设,的代数余子式为,如果则为M矩阵的充要条件。证明 必要性:如果为M矩阵,由于,故 。充分性:由于,且,就由定义1知为M矩阵,证毕。定义3 设有n阶矩阵,如果存在正向量X(即它的分量都是正值),使得成立,则称A为拟对角占优。引理2 设,满足,并且矩阵为拟对角占优,则A为M矩阵。定理