>>961 A'AをAとおいたのなら、置いた後のAは対称行例ですから、
直行行列Tで、対角化できます。
B=T'AT
Bは対角に固有値(最小のものをλとする)が小さい順に並んだ対角行列
としてよいでしょう。
x'Ax = x'TBT'x = (T'x)'B(T'x)
です。Tが大きさを変えない全単射であることに注意すると、
xが|x|=1全体を動くときT'xは|T'x|=1を満たす全体を動くことが分かります。
よって最後の式はT'x=(1,0,...0)=e1で最小になります。
このe1はBのλの固有ベクトルですが、一般に固有値λのBの固有ベクトルv
について
Bv=λv T'ATv=λv ATv=λTv
より Tv がλのAの固有ベクトルとなることが分かります。
よって Te1 = TT'x=Ix=x は Aのλの固有ベクトルです。
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