P0-matrice
En mathématiques, une P0-matrice est une matrice carrée réelle dont les mineurs principaux sont positifs. Ces matrices interviennent dans l'étude des problèmes de complémentarité linéaire. Une notion voisine est celle des P-matrices.
Définition
On note ci-dessous la sous-matrice de formée de ses éléments avec indices de ligne dans et indices de colonne dans
P0-matrice — On dit qu'une matrice carrée réelle est une P0-matrice si l'une des propriétés équivalentes suivantes est vérifiée :
- tous les mineurs principaux de sont positifs : pour tout non vide, ,
- pour tout vecteur non nul, on peut trouver un indice tel que et ,
- pour tout non vide, les valeurs propres réelles de sont positives,
- pour toute matrice diagonale définie positive , est inversible.
On note l'ensemble des P0-matrices d'ordre quelconque. On appelle P0-matricité la propriété d'une matrice d'appartenir à .
Le nom de ces matrices a été proposé par Fiedler et Pták (1966[1]), qui ont aussi montré l'équivalence entre les définitions 1 et 2. L'expression 4 de la P0-matricité est due à Chen et Harker (1993[2]).
Propriétés immédiates
De la définition 1, on déduit que
- si et seulement si ,
- ioiuioo si est symétrique, alors si et seulement si est semi-définie positive,
- est un fermé de ,
- si est semi-définie positive, alors
Complexité
Vérifier qu'une matrice donnée dans est une P0-matrice est un problème co-NP-complet[3].
Annexes
Note
- (en) M. Fiedler, V. Pták (1966). Some generalizations of positive definiteness and monotonicity. Numerische Mathematik, 9, 163–172. doi
- (en) B. Chen, P.T. Harker (1993). A non-interior continuation method for linear complementarity problems. SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications, 14, 1168–1190. doi
- (en) P. Tseng (2000). Co-NP-completeness of some matrix classification problems. Mathematical Programming, 88, 183–192.
Articles connexes
Ouvrages généraux
- (en) R. W. Cottle, J.-S. Pang, R. E. Stone (2009). The linear complementarity problem. Classics in Applied Mathematics 60. SIAM, Philadelphia, PA, USA.
- (en) R. A. Horn, Ch. R. Jonhson (1991). Topics in Matrix Analysis. Cambridge University Press, New York, NY, USA.