Hilbertmatris

Inom matematiken är en Hilbertmatris en matris där elementen består av bråktal med täljaren 1, uppkallad efter matematikern David Hilbert.

Definition

Ett element h i j {\displaystyle h_{ij}} i en Hilbertmatris har värdet:

h i j = 1 i + j 1 . {\displaystyle h_{ij}={\frac {1}{i+j-1}}.}

Exempel

Hilbertmatrisen H av format 4 × 4 {\displaystyle 4\times 4} :

H = ( 1 1 2 1 3 1 4 1 2 1 3 1 4 1 5 1 3 1 4 1 5 1 6 1 4 1 5 1 6 1 7 ) {\displaystyle H={\begin{pmatrix}1&{\frac {1}{2}}&{\frac {1}{3}}&{\frac {1}{4}}\\[4pt]{\frac {1}{2}}&{\frac {1}{3}}&{\frac {1}{4}}&{\frac {1}{5}}\\[4pt]{\frac {1}{3}}&{\frac {1}{4}}&{\frac {1}{5}}&{\frac {1}{6}}\\[4pt]{\frac {1}{4}}&{\frac {1}{5}}&{\frac {1}{6}}&{\frac {1}{7}}\end{pmatrix}}}

Egenskaper

Hilbertmatriser är positivt definita och symmetriska. Matrisen är ett typexempel på en illa konditionerad matris, då dess konditionstal är av ordningen O ( e 3.5255 n / n ) {\displaystyle O(e^{3.5255n}/{\sqrt {n}})} .