Разложение Холецкого
42. Если матрица А симметричная и положительно определенная, то диагональные элементы
могут быть выбраны таким образом, чтобы
была вещественной и
Доказательство проведем по индукции. Предположим, что это верно для матриц до
порядка. Теперь, если
есть положительно определенная матрица порядка
мы можем написать
где
матрица главного минора порядка
и поэтому положительно определенная (гл. 1, § 27). Следовательно, по предположению, существует матрица такая, что
Очевидно, что
невырожденная, так как
поэтому существует вектор с такой, что
Для любого значения х
так что, если мы определим х соотношением
то имеем треугольное разложение
Чтобы показать, что
вещественное, возьмем определители от обеих частей (42.4), тогда
Правая часть положительная, потому что
положительно определена, и, следовательно,
вещественное и может быть взято положительным. Утверждение доказано, так как оно верно для
Заметим, что
Итак, если
то
и далее
что показывает, что симметричное разложение может быть выполнено в арифметике с фиксированной запятой. Очевидно, что никаких перестановок не требуется. Это симметричное разложение предложено Холецким.