Moore–Penrose pseudoinverse

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摩尔-彭若斯广义逆

在数学,特别是在线性代数中,一个矩阵的伪逆是广义的逆矩阵。其中最著名的伪逆要属摩尔-彭若斯广义逆 A+(Moore–Penrose pseudoinverse)。早在1903年,埃里克伊姆(Erik Ivar Fredholm)就引入了积分算子的伪逆的概念。之后摩尔-彭若斯广义逆先后被以利亚金·黑斯廷斯·摩尔(Eliakim Hastings Moore)(1920年)、阿恩·布耶哈马(Arne Bjerhammar)(1951年) 、罗杰·彭罗斯(1955年)发现或描述。

如果没有特别指明,矩阵的伪逆就是指摩尔-彭若斯广义逆。广义逆有时也被当作摩尔-彭若斯广义逆的同义词用。

摩尔-彭若斯广义逆常应用于求非一致线性方程组的最小范数最小二乘解(最小二乘法),并使得解的形式变得简单。矩阵的摩尔-彭若斯广义逆在实数域和复数域上都是唯一的,并且可以通过奇异值分解求得。

令PS表示到向量空间S上的正交投影。对于任意一个m乘n的复矩阵A,设R(A)表示A的值域空间。摩尔于1935年证明矩阵A的广义逆矩阵G必须满足的条件:

条件

以上两个条件称为摩尔条件。满足摩尔条件的矩阵G称为矩阵A的摩尔逆矩阵。这样定义显然不方便使用,彭若斯于1955年提出了定义广义逆矩阵的另外一组条件:

条件

以上四个条件常称摩尔-彭若斯条件。满足全部四个条件的矩阵G,就称为A的摩尔-彭若斯广义逆矩阵,记作A+。

从摩尔-彭若斯条件出发,彭若斯推导出了摩尔-彭若斯广义逆的一些性质:



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