Файл: Сирл, С. Матричная алгебра в экономике.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

8 . а) Покажите, что произведение X (УХ )~гУ представляет собой идемпотентную матрицу и что оно равно единичной матрице, если X и У — диагональ­ ные матрицы.

б) Покажите, что симметрическая ортогональная матрица равна своей

обратной матрице. Постройте симметрическую ортогональную матрицу

вто­

рого порядка.

W =

R - 1R ~ 1Z (Z 'R ~ 1Z +

D ~1)~1Z' R - 1. Покажите,

что

в)

Дана матрица

(R +

ZDZ’) представляет собой ее обратную матрицу.

 

г)

Дана матрица

D =

X ' (X V ~1X ')~ 1X V ~ 1.

Покажите, что если матрица

Vсимметрическая, то:

1)D' = V-'DV-,

2)D — идемпотентная матрица;

3) (/ — D')

V - 1 (/ — D) =

(/ — D')

V - 1 = V - 1 (/ — D).

д) Докажите, что след матрицы X

(УХ )~1У равен числу строк в матрице У.

9. Пусть К — квадратная

матрица

я-го порядка. При каких К функция

еК принимает следующие значения:

 

 

а) е/;

б) I — К + еК;

 

 

в) /;

г) е^1\

 

 

 

д) I + К;

е) / + к (еп — 1 )/п.

 

10. Дана матрица

 

 

 

 

 

R =

а

 

 

Ь

—Ь

 

 

 

Покажите, что

R n = [—(a-j-

b)\n lR,

 

и если

 

 

 

 

 

 

Pi

1

—Pi

 

 

Рг

1

-~Pi

то покажите, что функциональная зависимость

R = logeP

предполагает, что

— (1 —Pi) loge (Pl~Pi)

1—P1 + P2

и

a + b = — loge (pj — p2).

Найдите характеристические корни

4 —2_

и В =

5 —3

и покажите, что их произведения являются характеристическими корнями А*В.

12. Даны векторы х и у, матрицы А и В, скалярные величины ц и %. Пока­ жите, что:

а) (х' * В) (А* у) = Вух'А;

б) (к* у ) ( х ' *\i) = ]iKyx'\

в) * В) (х * х) = (В * Вх) х ф В (х * Вх);

г) И ф В ) - 1 существует только тогда, когда существуют А - 1 и В - 1.

370


13.Даны матрицы А , В и С. Покажите, что

А* ( В ® С ) ф ( А * В ) ®( А * С ) ,

но

( Л ф В ) * С = ( Л * С ) 0 ' ( Я * С ) .

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.C o r n i s h Е. А. (1957). An application of the Kronecker product of matrices in multiple regression. Biometrics, 13, 19—27.

2.

G г a у b i 1 1

F.

 

A.

(1961). An Introduction to Linear Statistical

Models.

Vol. I, McGraw-Hill, New York.

and Q u a n d t

R.

E.

(1958).

Microeconomic

3.

H e n d e r s o n

J.

M.

Theory.

A Mathematical

Approach. McGraw— Hill, New York.

 

Berlin.

4.

M a c D u f f e e

С.

C.

(1933). The Theory of, Matrices. Springer,

(Also, Chelsea Publishing Company, New York, 1946, 1956.)

Analysis. Har­

5.

S a m u e 1 s о n

 

P.

A.

(1947). Foundations

of

Economic

vard University Press, Cambridge, Mass.

the Biological Sciences.'Wiley,

6 .

S e a r 1 e

S.

R.

(1966). Matrix Algebra for

New York.

M.

N.

(1955). On an application of Kronecker product of m at­

7.

V a r t a k

rices to statistical

designs.

Annals of Mathematical

Statistics, 26, 420—438.


 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Предисловие к переводу...........................................................................................

5

Г л а в а

1. В веден ие...............................................................................................

7

1. Область применения матричной алгебры .......................

7

2.

Общее описание м атрицы ..............................................................................

8

3.

Индексные обозначения......................................................................................

10

4.

Обозначение операции сложения ч и сел ....................................................

12

5.

Применение точки в качестве подписного индекса.....................................

16

6 .

Определение м атрицы .....................................................................................

16

I.

Векторные и скалярные величины ...........................................................

19

8 .

Общие обозначения.............................................................................................

20

Г л а в а

II. Основные арифметические действия с м атрицам и.......................

24

1.

С ложение..................................................................................................................

 

 

24

2. Умножение на скалярную величину..............................................................

25

3.

Вычитание................................................................................................................

 

 

26

4.

Равенство матриц и нулевая м атрица.............................................................

27

5.

У множение..............................................................................................................

 

 

28

6 .

Законы

ал геб р ы ....................................................................................................

40

7.

В ы воды

...............................................................

 

 

43

Г л а в а

III. Другие действия с матрицами........................................................

49

1.

Линейные преобразования.................................................................................

49

2.

Транспонирование матриц....................................................................................

52

3.

Квадратичные ф ормы ............................................................................................

57

4.

Расчленение

м атр и ц .......................................................

61

5.

Умножение расчлененных м атриц ....................................................................

63

6 .

П рилож ение.............................................................................................................

 

64

Г л а в а

IV. Определители........................................................................................

74

1.

В ведение...................................................................................................................

 

 

74

2.

Разложение

на м иноры ......................................................................................

76

3.

Простейшие

свойства определителей.............................................................

79

4.

Сложение и вычитание определителей..........................................................

84

5.

Произведение

определителей.............................................................................

85

6 .

Диагональное

разлож ение.................................................................................

86

7.

П риложение.............................................................................................................

 

89

Г л а в а

V. Обратная м атри ца................................................................................

98

1.

В ведение...................................................................................................................

 

 

98

2.

Произведения,

равные / ................................................

101

3.

Вывод выражения для обратной м атрицы ..................................................

103

4.

Условия

существования обратной м атрицы ...............................................

108

5.

Свойства

обратной м атрицы .....................................................................

108

372


6 . Некоторые приложения обратных матриц...................................................

110

7.

Получение обратной матрицы с помощью расчленения на подматрицы

118

8 .

Получение обратных матриц с помощью Э В М ...........................................

121

9.

Приложение. Левая

и правая

обратная м атрицы ...................................

128

Г л а в а

VI. Линейная

независимость и р а н г ...................................................

136

1.

Линейная

независимость векторов ................................................................

136

2.

Линейная

зависимость

и определители.......................................................

139

3.

Системы линейно-независимых векторов......................................................

140

4.

Ранг

м атр и ц ы ......................................................................................................

 

 

 

 

142

5.

Элементарные операторы ...................................................................................

 

 

145

6 . Ранг матрицы и элементарные операторы ...................................................

147

7.

Определение ранга матрицы .............................................................................

 

 

147

8 .

Эквивалентность матриц......................................................................................

 

 

151

9.

Приведение матриц к эквивалентной канонической ф орме.....................

152

10. Конгруэнтное приведение симметрических м атри ц ................................

155

11. Ранг произведения

матриц...............................................................................

 

 

158

12.

П риложение..........................................................................................................

 

 

 

 

159

Г л а в а

VII.

Линейные уравнения и обобщенное обращение матриц . .

169

1.

Уравнения,

имеющие множество

реш ений ................................................

170

2.

Совместные

уравнени я

.......................................................................................

 

 

171

3. Обобщенные обратные м атрицы ......................................................................

 

179

4.

Решение линейных

уравнений

с

помощью обобщенных обратных

 

 

матриц

 

 

 

 

183

5.

Прямоугольные м атр и ц ы ..................................................................................

 

 

193

6 . П рилож ение......................................................................

 

 

 

 

195

Г л а в а VIII. ..................................................................................

Цепи М аркова

 

 

204

1.

В ведение.................................................................................................................

 

 

 

 

204

2.

Стационарные ...............................................................................вероятности

 

 

206

3.

Неустановившееся, периодическое и эргодическое поведение системы 208

4.

Марковские ..........................................................цепи с вознаграждением

213

5.

Оптимальные .........................................стратегии

в марковских ц е п я х

215

Г л а в а

IX. .........................................................

программирование

224

1.

Проблема .................................................................................

максимизации

 

 

224

2.

Проблема ................................................................................

минимизации

 

 

230

3.

Некоторые .......................................................................................обобщ ения

 

 

 

234

4.

Приложения ................................................линейного программирования

239

5.

Модифицированный .............................................................симплекс-метод

243

6 . В ы воды ....................................................................................................................

 

 

 

 

255

Г л а в а

X. Регрессионный .......................................................................

ан ал и з

 

259

1.

В ведение.................................................................................................................

 

 

 

 

259

2.Множественная линейная регрессия: k независимых переменных . . 265

3.Свойства оценок, найденных способом наименьших квадратов . . . . 269

4.

Критерии

существенности...............................................................................

275

5.

Основные

шаги расчетарегрессии...................................................................

284

Г л а в а XI.

Линейные модели..............................................................................

288

1.

В ведение.................................................................................................................

 

288

2.

Нормальные уравнения

и их реш ения.......................................................

290

3.

Свойства

р еш ен и я ..............................................................................................

 

291

4.

Функции,

допускающие

о ц е н к у ....................................................................

294

5.

Проверка

существенности................................................................................

298

3 7 3


6 .

Сводка расчетов по

линейной м одели .........................................................

303

7.

Заклю чение............................................................................................................

 

304

л а в а

XII.

Характеристические корни и векторы.....................................

307

1.

Характеристические

к о р н и ..............................................................................

308

2.

Характеристические

векторы ...........................................................................

312

3.

Некоторые свойства характеристическихк о р н е й ........................................

323

4.

Система линейных конечно-разностныхуравнений первого порядка

327

5.

Главные

характеристические к о р н и ............................................................

331

6 . Разложение характеристического уравнения на множители..................

336

7.

Приложение. Симметрические м атрицы ......................................................

338

л а в а

XIII.

Некоторые специальные вопросы...........................................

349

1. Нормированные векторы и ортогональность...........................................

349

2. Матрицы, все элементы которых равнымежду собой .......................

351

3.

Идемпотентные м атрицы ...................................................................................

355

4.

Нильпотентные м атрицы ...................................................................................

357

5.

Вектор дифференциальных операторов.......................................................

358

6 .

Я кобианы ...............................................................................................................

 

362

7.

Матричные ф ункции ...........................................................................................

363

8 .

Прямая сумма м атри ц .......................................................................................

364

9.

Прямое произведение м атриц ..........................................................................

365

10.

След произведения м атриц ...........................................................................

368