Gersjgorins cirkelsats är ett resultat inom matematik som ger approximativa positioner för en matris egenvärden i det komplexa talplanet. Satsen är uppkallad efter Semyon Aranovich Gersjgorin som publicerade resultatet 1931.

Gersjgorins cirkelsats Låt A vara en n  × n-matris med elementet aij på rad i och kolonn j. För varje rad, låt Ri vara summan av absolutbeloppen av rad i:s element, förutom diagonalelementet: . Låt Di vara den slutna cirkeln i det komplexa talplanet med mittpunkt i aii och radie Ri. Dessa Di kallas Gersjgorinskivor. Gersjgorins cirkelsats säger att alla A:s egenvären λi ligger i unionen av dessa skivor: . Vidare, om Dk är disjunkt från alla andra Gersjgorinskivor, kommer ett egenvärde ligga i Dk.

I satsen kan man vid bildandet av Ri summera över A:s kolonner istället för raderna.

Bevis Låt vara ett egenvärde till . Välj en egenvektor så att en komponent och att . Då gäller det att

.

Uppdelning av summan och det faktum att ger att

.

Därför, med hjälp av triangelolikheten, gäller att

.

Tillämpning Eftersom en matris är singulär om och endast om A har noll som egenvärde, ger en satsen direkt att en matris är inverterbar om den är strikt diagonaldominant.

Gersjgorins cirkelsats tillämpas även inom numerisk analys vid lösningen av ekvationssystem Ax = b där A är en matris med stort konditionstal.

Se även Perron-Frobenius sats

Referenser

Noter

Kategori:Matriser Kategori:Satser inom linjär algebra Kategori:Matristeori