【doc】函数矩阵积分的若干性质
函数矩阵积分的若干性质
总l9卷第l期
1999年3月
宝鸡文理学院(自然科学舨)
JourtmlofBaojlCo1]egeofArtsandScience(Natura]Science)
Vo【19Nol
Marl999
2;一2
摘要
关键词
分类号
函数矩阵积分的若干性质
朱科科
(宝鸡文理学聂—胃西莹鸡721007) 0/,z/
甩函数的积分性质和矩阵的范数,给出函数矩阵积分的若干性质.
苎苎丝坚_?____-??,—''.'?一
0l5l
以变量t的函数n(,)为元素的矩阵 A(,)=
欹分
0『]z.
矩降.中傲瑾
?】】(,)?】2(,)…?】0)
口(,)?(,)…口0)
?】0)n")…n")
称为函数矩阵.如果每个d(,)都在区间,6]可积,定义lA(t)dt=(Idu(,)dt)….称(,)
在[d,6]上可积.如果每个n(,)都在[d,6]上连续,则称A(,)在[口,6]上连续.和一般函数的
积分相同,J()=().如果n(,)都在,6]上连续,则有
.),=(6)一(d).
以下讨论函数矩阵积分的一些性质.为简单起见,矩阵可设为"阶方阵. 性质1关于数量的线性
.
卢是数量,.=4(,)=(d(,))B()=(bl(,))是n阶矩阵,则有 l[A(,)-t-B(,)]=lA(t)dt-t-卢lB(t)dt
证明:因r=[(幻-t-fib(t)]dt=(口IJ()?卢%())…
=(n.(,))…?fl(f~bo幻)…=J=A(f)士卢日()证毕.
性质2关于矩阵的线性
(,)一(d())…,B(,)一(6l,(f))…是函数矩阵,M=()….N=(?)…是数量矩 阵,则有
r[MA(t)?NB(,)]dt—MrA(,)dt??rB(,)d,
f[(,)M士B(,)?]=r().M-t-fB(,)出.?
?滴日期:1998—10O3
24宝鸡支理学院(自然科学版)1999年
证明因[CMA()士?(,)]出的行J列元素为r=[肼(,)士?()3d,: [n(,)出士?[(,),恰是r=A()dr士?r=占(,)出的行列元素,由于,的^l0k--14t
任意性,可得
l[肼A()士NB(t)Jdt—MIA(t)dt士NlB(t)
同理可证第二个式子.
性质3中值
A(,)在[口?6]上连续.1fA(,)是A()的范数,则存在f?[口.妇.使 lA(t)dtlj=lb—al?lfA(f)0
证明:因为lA(t)dt的元素l口(t)dt=(6一a)a(f),f?[口.明 所以lA(t)dtll一0(1d0))…一lI[(6一a)a.(f)]…f1
一
l6一al?(f))…Il=l6一al?IlA(f)lf
注并非每个a.(r)对应的f都相同.
性质4估值定理
A(,)的元素n.(,)在,妇上的最大值是M,j,最小值是M,.M一(肘?)…,N=(?)…,
则
证明:因
l6一nI?IINII?II(f)II?Ib-nI-IIMII
笔高au(t)dt』
一max~]I(b一口)口IJ(DI?I一aImax.
~IM,,
=
lb—al?M
同理可证IIlA(t)dtII?l6一nl?IINII.
性质5范数的积分大于等于积分的范数
A()在,妇可积.则有
IIlA(t)dtII?lIIA()lIdt
证明:因』=A.)ll一墨笔喜n.)出
墨喜砉au(t)dt?』=慧砉a~i(t)dt=『:c圳l性质6函数矩阵的分部积分定理 A(t)=(d.())…?()=(6I,())…,aQ(,),bo(,)在,6]上连续,则有 lA(t)B(t)dt—A()?B0)l:一lA()(t)dt
第1期朱科科函数矩阵积分的若干性质25
证明困fA(f)(?)的i行列元素为r=(,)6(})一宝『=n(f))一_?一1}一1 客1(.)")I一』二n")(r)):砉(r)(r)f:一J:客1.)(r),第一项恰为^^一I.}一 A(})(?)I:的行列元素,第二项为A)(t)的行列元素?由,的任意性?等式成 立.
性詹7函数矩阵的抉元积分定理
A(f)一0(f))…在,叼上连续.t一z)在,明上连续可导,口)一n,)一6,则
lA(t)dt—IA[,)](x)dx.
证明困A()一(』:(?))…摹(.()).))…zA())()dx.
性詹8(第二积分中值定理)
A(,)在,胡上连续.n(f)>O,,(t)是[n,胡上的连续函数,m,M是,(})在[d,矗]上的 最太值和最小值,则有
IA(?)?f(t)dt—F(f)口IA(t)dtf?[a,6]
F(D是H阶矩阵,是Hadtnard积A.B一(口b0)
证明l困mn(t)?f(t)a(f)?Ma(f),
故mr口(舢f?r,(m(幻?Mr=口.)dt.
则由于,(f)在,莲续,在[口,内存在一点f使
l(?)?j,f(t)dt
,(f)=1——一
ja0(t)dt
即,(f)n(f)=,(r)fn(,)}由此可得』=A(z),0)一F(#)A(}). 函数矩阵的积分有和一般积分相同的性质.也有和一般积分不同的性质,尚有许多问题有
待进一步讨论.
参考文献
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3徐成贤.矩阵分析.西安l西北工业大学出版社,1991(校对于建伟)