半正定汉克尔矩阵是否均存在带正对角元的范德蒙德分解?
半正定汉克尔矩阵是否均存在带正对角元的范德蒙德分解?
最近我在看一篇论文(找不到它的arXiv版本),对里面的一个定理正确性存疑。先铺垫下相关概念:
- 汉克尔矩阵:是一种方阵,每条从左到右的上升反对角线上的元素都相等。
- 范德蒙德分解:指将汉克尔矩阵$H$分解为$H=V^TDV$的形式,其中$D$是对角矩阵,$V$是范德蒙德矩阵。
论文里的定理I.1表述如下:
定理I.1 对于任意秩$r$($1 \leq r < n$)的$n$阶半正定汉克尔矩阵$H \in \mathbb{R}^{n \times n}$,存在$n \times r$阶范德蒙德矩阵$V \in \mathbb{R}^{n \times r}$和对角元全为正的$r$阶对角矩阵$D \in \mathbb{R}^{r \times r}$,使得$H=V^TDV$。
我现在的疑问是:这个定理的结论真的成立吗?
我构造了一个反例:当$n=3$、$r=1$时,取汉克尔矩阵$H$为:
$$H=\begin{pmatrix}
0&0&0\
0&0&0\
0&0&1
\end{pmatrix}$$
这个矩阵是半正定的,同时满足汉克尔矩阵的定义,但如果要求$D$的对角元必须为正,它根本不存在对应的范德蒙德分解。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者narip
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