托普利兹矩阵
统计学术语
托普利兹矩阵,简称为T型矩阵,托普利兹矩阵的主对角线上的元素相等,平行于主对角线的线上的元素也相等;矩阵中的各元素关于次对角线对称,即T型矩阵为次对称矩阵。简单的T形矩阵包括前向位移矩阵和后向位移矩阵。在数学软件Matlab中,生成托普利兹矩阵的函数是:toeplitz(x,y)。它生成一个以 x 为第一列,y 为第一行的托普利兹矩阵,这里x, y均为向量,两者不必等长。
定义
设 ,如果 ,即:
则称 为托普利兹矩阵(Toeplitz matrix)。
特点
元素特点
(1)托普利兹矩阵完全由其第1行和第1列的2n-1个元素确定。
(2)托普利兹矩阵沿平行主对角线的每一对角线上的元素是相等的,是关于交叉对角线对称的。显然,有: ,其中 为反向单位矩阵。
(3)除第一行第一列外,其他每个元素都与左上角的元素相同。
(4)矩阵中的各元素关于次对角线对称,即T型矩阵为次对称矩阵。
特殊的T形矩阵
数字信号处理领域中经常遇到一种特殊的T型矩阵,它除了具有一般T型矩阵的特点外,还是一个对称矩阵,形式如下:
简单T形矩阵
前向移位矩阵
后向移位矩阵
相关定理
定理1
为托普利兹矩阵的充分必要条件是 可以表示为: ,其中 为前向位移矩阵和后向位移矩阵。
定理2
非奇异矩阵 为托普利兹矩阵的充分必要条件是存在 阶矩阵:
使得 。
定理3
若是汉克矩阵,则 和 是托普利兹矩阵,其中是反向单位矩阵;
若是托普利兹矩阵,则和是汉克矩阵,其中是反向单位矩阵。
用MATLAB生成
语法说明
在数学软件Matlab中,生成托普利兹矩阵的函数是:toeplitz()。
(1)toeplitz(c,r),生成一个非对称的托普利兹矩阵,将c作为第1列,将r作为第1行,其余元素与左上角相邻元素相等。
toeplitz(r)用向量r生成一个对称的托普利兹矩阵。
具体操作及结果
例如,在MTLAB命令窗口中输入:T=toeplitz(1:6),结果如下:
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 13:18
目录
概述
定义
特点
参考资料