EDITAR: Una pregunta sobre valores propios de matrices no negativas.

Dejar A y B sean dos matrices definidas no negativas, y sean yo 1 yo 2 yo norte 0 los valores propios de A , y d 1 d 2 d norte 0 los valores propios de B Entonces sí A B es definido no negativo es cierto que:

d mi t ( A ) d mi t ( B )
y

yo i d i  para todos  i

Dónde A es definida no negativa si X A X 0 para todo el vector de columna posible X .

No estoy seguro si entiendo tu pregunta. ¿Estás buscando una implicación? i , j = 1 , , norte :   A i j B i j k = 1 , , norte :   yo k d k ?
Ok, con esas ediciones: ¿Qué es | A | ? La norma espectral (en este caso yo 1 )?
no estoy seguro, pero si esto último es cierto, lo primero sigue inmediatamente.
Qué es | A | ? Quieres decir det ( A ) o A ? Si es esto último, especifique qué norma está utilizando.
@GrafZahl Tu respuesta se ve bien. ¿Por qué lo borraste?
@GrafZahl Bueno, lo que sea | A | significa que su respuesta al menos aborda muy bien la parte sobre los valores propios. Pero la elección depende de ti, por supuesto. Solo pregunto por curiosidad.

Respuestas (2)

Esta es una respuesta a una versión anterior de la pregunta:

Con respecto a una parte de su pregunta: Considere A = ( 1 1 1 1 ) y B = ( 1 0 0 1 ) . Estos satisfacen sus condiciones, pero el valor propio más pequeño de A es 0 mientras que todos los valores propios de B son 1 .

Editar: det ( A ) = 0 y det ( B ) = 1 , por lo que este también es un contraejemplo para la otra pregunta.

Se puede verificar fácilmente que ambas matrices son positivamente semidefinidas, según se requiera.

El campo no se especificó, pero supongo C .

Para el determinante:
(esto es opcional ya que la prueba de ordenación de valores propios implica este resultado)
det ( A ) det ( B ) es cierto desde A B 0 podemos hacer una diagonalización unitaria así
D A B 0 D A B

notar esto implica 0 b i , i d i , i ( A ) y
det ( B ) = det ( B ) i = 1 norte b i , i det ( D A ) = det ( A )
por la Desigualdad del Determinante de Hadamard y luego multiplicar sobre el límite de punto anterior.

Para los autovalores:
Proceder por inducción sobre norte . El norte = 1 El caso (base) es obvio.

Caso inductivo:
recoger primero norte 1 autovectores ortonormales de B en los siguientes norte × norte 1
q := [ q 1 q 2 q norte 1 ]
y recoge el ultimo norte 1 autovectores ortonormales de A en los siguientes

tu := [ tu 2 tu norte 1 tu norte ]

Entonces
q ( A B ) q 0
q A q q B q
y por hipótesis de inducción, los valores propios para LHS ( λ i ) tiene el pedido conjeturado λ i d i para i { 1 , 2 , . . , norte 1 } .

Sin embargo, los valores propios de q A q (Cauchy) entrelazan los de A , es decir
yo 1 λ 1 yo 2 λ 2 . . . . yo norte 1 λ norte 1 yo norte

por lo tanto para i { 1 , 2 , . . . , norte 1 } tenemos
yo i λ i d i

Luego, esencialmente en el mismo argumento, considere
tu A tu tu B tu
por hipótesis de inducción tenemos
yo i σ i 1
para i { 2 , 3 , . . . , norte }
(dónde σ k se refiere al k-ésimo valor propio más grande de tu B tu )

Por entrelazado de Cauchy tenemos
d 1 σ 1 d 2 σ 2 . . . . d norte 1 σ norte 1 d norte
yo norte σ norte 1 d norte

que completa la prueba

No puedo ver por qué A - B 'no es definido negativo
Mi publicación anterior fue realmente escrita para su publicación original. Lo he arreglado para acomodar su pregunta actual.
Pero, ¿por qué Q*AQ es una submatriz principal de A?
evidentemente mucha gente no está familiarizada con las diferentes formulaciones de Cauchy Interlacing. Doy una reconciliación como comentario a mi publicación aquí math.stackexchange.com/questions/4487129/…