Własność macierzy dodatniej

Question

Pozwolić $A$ być $C^*$-algebra i niech $a = \begin{pmatrix}a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & \dots & a_{2n}\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{n1} & a_{n2}& \dots & a_{nn}\end{pmatrix} \in M_n(A)$być pozytywną matrycą.

Czy to prawda, że ​​jeśli $\lambda_1, \dots, \lambda_n \in \mathbb{C}$, następnie $$\begin{pmatrix}\overline{\lambda}_1 & \overline{\lambda}_2 & \dots & \overline{\lambda}_n\end{pmatrix}\begin{pmatrix}a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & \dots & a_{2n}\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{n1} & a_{n2}& \dots & a_{nn}\end{pmatrix}\begin{pmatrix}\lambda_1 \\ \lambda_2 \\ \vdots \\ \lambda_n\end{pmatrix}$$jest pozytywnym elementem$A$?

Próbowałem użyć charakteryzacji $a= x^*x$ ale obliczenia stały się dość brzydkie, więc zastanawiałem się, czy istnieje koncepcyjny łatwy sposób, aby to zobaczyć.

Answer 1

Gdyby $a$ jest pozytywnym elementem $M_n(A)$, to jest $b \in M_n(A)$ z $a = b^*b$. Wynika, że$$ \begin{pmatrix}\overline{\lambda}_1 & \overline{\lambda}_2 & \dots & \overline{\lambda}_n\end{pmatrix}\begin{pmatrix}a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & \dots & a_{2n}\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{n1} & a_{n2}& \dots & a_{nn}\end{pmatrix}\begin{pmatrix}\lambda_1 \\ \lambda_2 \\ \vdots \\ \lambda_n\end{pmatrix} = \left[b\begin{pmatrix}\lambda_1 \\ \lambda_2 \\ \vdots \\ \lambda_n\end{pmatrix} \right]^*\left[b\begin{pmatrix}\lambda_1 \\ \lambda_2 \\ \vdots \\ \lambda_n\end{pmatrix}\right]. $$ Teraz pisz $$ b \pmatrix{\lambda_1\\ \vdots \\ \lambda_n} = \pmatrix{c_1\\ \vdots \\ c_n} $$ dla niektórych $c_1,\dots,c_n \in A$. Z powyższego mamy$$ \begin{pmatrix}\overline{\lambda}_1 & \overline{\lambda}_2 & \dots & \overline{\lambda}_n\end{pmatrix}\begin{pmatrix}a_{11} & a_{12} & \dots & a_{1n}\\ a_{21} & a_{22} & \dots & a_{2n}\\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ a_{n1} & a_{n2}& \dots & a_{nn}\end{pmatrix}\begin{pmatrix}\lambda_1 \\ \lambda_2 \\ \vdots \\ \lambda_n\end{pmatrix} = \pmatrix{c_1 \\ \vdots \\ c_n}^* \pmatrix{c_1 \\ \vdots \\ c_n} = \sum_{i=1}^n c_i^*c_i. $$ Teraz wystarczy zauważyć, że suma elementów pozytywnych jest dodatnia.