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Numerical range

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2208: 199: 424: 77: 521: 769: 1254: 1344: 231: 1360: 260: 1702: 1375: 1280: 1193: 1167: 857: 701: 63: 1116: 1067: 968: 669: 561: 988: 581: 298: 194:{\displaystyle W(A)=\left\{{\frac {\mathbf {x} ^{*}A\mathbf {x} }{\mathbf {x} ^{*}\mathbf {x} }}\mid \mathbf {x} \in \mathbb {C} ^{n},\ \mathbf {x} \not =0\right\}} 1096: 1044: 892: 804: 636: 1365: 1136: 1011: 944: 828: 601: 541: 924: 1355: 2097: 1397: 1933: 1760: 1457:
Dirr, G.; Helmkel, U.; Kleinsteuber, M.; Schulte-HerbrĂŒggen, Th. (2006), "A new type of C-numerical range arising in quantum computing",
1923: 2050: 1905: 1881: 455: 1539: 1516: 1493: 1773: 1862: 1753: 1562: 2132: 1777: 1616:"Functional Characterizations of the Field of Values and the Convex Hull of the Spectrum", Charles R. Johnson, 709: 1200: 1928: 1410:
Choi, M.D.; Kribs, D.W.; ƻyczkowski (2006), "Quantum error correcting codes from the compression formalism",
266:
equal to the unit vectors along the coordinate axes) and the eigenvalues of the matrix (obtained by choosing
2211: 1984: 1918: 1746: 1291: 1948: 262:. The numerical range includes, in particular, the diagonal entries of the matrix (obtained by choosing 2193: 2147: 2071: 1953: 1594:
Keeler, Dennis S.; Rodman, Leiba; Spitkovsky, Ilya M. (1997), "The numerical range of 3 × 3 matrices",
1554: 1531: 1508: 1485: 207: 2188: 2004: 2242: 2237: 2040: 1938: 1841: 243: 2247: 2137: 1913: 1370: 1259: 2232: 2168: 2112: 2076: 1172: 1143: 836: 677: 419:{\displaystyle r(A)=\sup\{|\lambda |:\lambda \in W(A)\}=\sup _{\|x\|=1}|\langle Ax,x\rangle |.} 42: 1875: 1101: 1052: 953: 641: 546: 1871: 973: 566: 2151: 1429: 238: 1738: 1072: 1020: 868: 780: 612: 8: 2117: 2055: 1769: 436: 234: 1433: 2142: 2009: 1445: 1419: 1121: 996: 929: 813: 586: 526: 1441: 897: 2122: 1608: 1558: 1535: 1512: 1489: 1449: 1392: 440: 282: 1678: 1638: 2127: 2045: 2014: 1994: 1979: 1974: 1969: 1698: 1658: 1603: 1580: 1466: 1437: 947: 703:
is the only function on the set of square matrices that satisfies (2), (3) and (4).
1806: 1585: 292:, which is the largest absolute value of the numbers in the numerical range, i.e. 1989: 1943: 1891: 1886: 1857: 1482:
Numerical Ranges of Operators on Normed Spaces and of Elements of Normed Algebras
1387: 604: 25: 1816: 2178: 2030: 1831: 37: 21: 2226: 2183: 2107: 1836: 1821: 1811: 1683: 1663: 1643: 1283: 1014: 65: 2173: 1826: 1796: 1471: 2102: 2092: 1999: 1801: 1456: 1424: 17: 2035: 1867: 807: 274: 1679:"Inequalities for numerical radius of complex Hilbert space operator" 281:. Recently, generalizations of the numerical range are used to study 1571:
Li, C.K. (1996), "A simple proof of the elliptical range theorem",
860: 273:
In engineering, numerical ranges are used as a rough estimate of
772: 1639:""well-known" inequality for numerical radius of an operator" 1768: 1703:"B4b hilbert spaces: extended synopses 9. Spectral theory" 638:
is a subset of the closed right half-plane if and only if
516:{\displaystyle W(\alpha A+\beta I)=\alpha W(A)+\{\beta \}} 1593: 1294: 1262: 1203: 1175: 1146: 1124: 1104: 1075: 1055: 1023: 999: 976: 956: 932: 900: 871: 839: 816: 783: 712: 680: 644: 615: 589: 569: 549: 529: 458: 301: 246: 210: 80: 45: 950:
with its smallest and the largest eigenvalues being
1409: 2098:Spectral theory of ordinary differential equations 1722:. This fails for non-self-adjoint operators, but w 1338: 1274: 1248: 1187: 1161: 1130: 1110: 1090: 1061: 1038: 1005: 982: 962: 938: 918: 886: 851: 822: 798: 763: 695: 663: 630: 595: 575: 555: 535: 515: 418: 254: 225: 193: 57: 771:, where the sum on the right-hand side denotes a 2224: 1659:"Upper bound for norm of Hilbert space operator" 1618:Proceedings of the American Mathematical Society 1398:Workshop on Numerical Ranges and Numerical Radii 364: 317: 1754: 1502: 1479: 1697: 1549:Horn, Roger A.; Johnson, Charles R. (1990), 1526:Horn, Roger A.; Johnson, Charles R. (1991), 1269: 1263: 1225: 1219: 510: 504: 450:) The numerical range is convex and compact. 405: 390: 374: 368: 357: 320: 1548: 1525: 1761: 1747: 1607: 1584: 1470: 1423: 764:{\displaystyle W(A+B)\subseteq W(A)+W(B)} 159: 2051:Group algebra of a locally compact group 1249:{\displaystyle r(A)\leq \|A\|\leq 2r(A)} 2225: 1046:is the convex hull of its eigenvalues. 1742: 1339:{\displaystyle r(A^{n})\leq r(A)^{n}} 1069:is a sharp point on the boundary of 1596:Linear Algebra and Its Applications 13: 1570: 1503:Bonsall, F.F.; Duncan, J. (1971), 1480:Bonsall, F.F.; Duncan, J. (1971), 1349: 14: 2259: 2207: 2206: 2133:Topological quantum field theory 248: 226:{\displaystyle \mathbf {x} ^{*}} 213: 176: 150: 139: 128: 120: 106: 1403: 1691: 1671: 1651: 1631: 1327: 1320: 1311: 1298: 1243: 1237: 1213: 1207: 1156: 1150: 1085: 1079: 1033: 1027: 913: 901: 881: 875: 793: 787: 758: 752: 743: 737: 728: 716: 690: 684: 625: 619: 498: 492: 480: 462: 409: 386: 354: 348: 332: 324: 311: 305: 90: 84: 1: 1929:Uniform boundedness principle 1624: 1586:10.1090/S0002-9939-96-03307-2 1557:, Ch. 5.7, ex. 21, 1442:10.1016/S0034-4877(06)80041-8 429: 1609:10.1016/0024-3795(95)00674-5 270:equal to the eigenvectors). 255:{\displaystyle \mathbf {x} } 7: 1381: 1361:Higher-rank numerical range 435:The numerical range is the 10: 2264: 2072:Invariant subspace problem 1620:, 61(2):201-204, Dec 1976. 1555:Cambridge University Press 1532:Cambridge University Press 1509:Cambridge University Press 1486:Cambridge University Press 1275:{\displaystyle \|\cdot \|} 1169:is a norm on the space of 1118:is a normal eigenvalue of 448:Hausdorff–Toeplitz theorem 2202: 2161: 2085: 2064: 2023: 1962: 1904: 1850: 1792: 1785: 1528:Topics in Matrix Analysis 1376:Polynomial numerical hull 1188:{\displaystyle n\times n} 1162:{\displaystyle r(\cdot )} 852:{\displaystyle 2\times 2} 833:The numerical range of a 696:{\displaystyle W(\cdot )} 671:is positive semidefinite. 288:A related concept is the 58:{\displaystyle n\times n} 2041:Spectrum of a C*-algebra 2138:Noncommutative geometry 1459:Proc. Appl. Math. Mech. 1371:Product numerical range 1111:{\displaystyle \alpha } 1062:{\displaystyle \alpha } 963:{\displaystyle \alpha } 894:is a real line segment 664:{\displaystyle A+A^{*}} 556:{\displaystyle \alpha } 2194:Tomita–Takesaki theory 2169:Approximation property 2113:Calculus of variations 1472:10.1002/pamm.200610336 1340: 1276: 1250: 1189: 1163: 1132: 1112: 1092: 1063: 1040: 1007: 984: 983:{\displaystyle \beta } 964: 940: 920: 888: 853: 824: 800: 765: 697: 665: 632: 597: 577: 576:{\displaystyle \beta } 557: 537: 523:for all square matrix 517: 420: 256: 227: 195: 59: 2189:Banach–Mazur distance 2152:Generalized functions 1710:In fact, ‖T‖ = max(−m 1366:Joint numerical range 1341: 1277: 1251: 1190: 1164: 1133: 1113: 1093: 1064: 1041: 1008: 985: 965: 941: 921: 889: 854: 825: 801: 766: 698: 666: 633: 598: 578: 558: 538: 518: 421: 257: 228: 196: 60: 1934:Kakutani fixed-point 1919:Riesz representation 1730:in the complex case. 1573:Proc. Am. Math. Soc. 1292: 1260: 1201: 1173: 1144: 1122: 1102: 1091:{\displaystyle W(A)} 1073: 1053: 1039:{\displaystyle W(A)} 1021: 997: 974: 954: 930: 898: 887:{\displaystyle W(A)} 869: 837: 814: 799:{\displaystyle W(A)} 781: 710: 678: 674:The numerical range 642: 631:{\displaystyle W(A)} 613: 587: 567: 547: 543:and complex numbers 527: 456: 299: 244: 208: 78: 43: 2118:Functional calculus 2077:Mahler's conjecture 2056:Von Neumann algebra 1770:Functional analysis 1505:Numerical Ranges II 1434:2006RpMP...58...77C 859:matrix is a filled 235:conjugate transpose 2143:Riemann hypothesis 1842:Topological vector 1336: 1272: 1246: 1185: 1159: 1128: 1108: 1088: 1059: 1036: 1003: 980: 960: 936: 916: 884: 849: 820: 796: 761: 693: 661: 628: 593: 573: 553: 533: 513: 416: 384: 252: 223: 191: 55: 2220: 2219: 2123:Integral operator 1900: 1899: 1541:978-0-521-46713-1 1518:978-0-521-20227-5 1495:978-0-521-07988-4 1393:Rayleigh quotient 1356:C-numerical range 1131:{\displaystyle A} 1006:{\displaystyle A} 939:{\displaystyle A} 823:{\displaystyle A} 806:contains all the 596:{\displaystyle I} 536:{\displaystyle A} 441:Rayleigh quotient 363: 283:quantum computing 174: 144: 2255: 2210: 2209: 2128:Jones polynomial 2046:Operator algebra 1790: 1789: 1763: 1756: 1749: 1740: 1739: 1733: 1732: 1707: 1699:Hilary Priestley 1695: 1689: 1688: 1675: 1669: 1668: 1655: 1649: 1648: 1635: 1612: 1611: 1589: 1588: 1567: 1544: 1521: 1498: 1475: 1474: 1452: 1427: 1425:quant-ph/0511101 1412:Rep. Math. Phys. 1345: 1343: 1342: 1337: 1335: 1334: 1310: 1309: 1281: 1279: 1278: 1273: 1255: 1253: 1252: 1247: 1194: 1192: 1191: 1186: 1168: 1166: 1165: 1160: 1137: 1135: 1134: 1129: 1117: 1115: 1114: 1109: 1097: 1095: 1094: 1089: 1068: 1066: 1065: 1060: 1045: 1043: 1042: 1037: 1012: 1010: 1009: 1004: 989: 987: 986: 981: 969: 967: 966: 961: 948:Hermitian matrix 945: 943: 942: 937: 925: 923: 922: 919:{\displaystyle } 917: 893: 891: 890: 885: 858: 856: 855: 850: 829: 827: 826: 821: 805: 803: 802: 797: 770: 768: 767: 762: 702: 700: 699: 694: 670: 668: 667: 662: 660: 659: 637: 635: 634: 629: 602: 600: 599: 594: 582: 580: 579: 574: 562: 560: 559: 554: 542: 540: 539: 534: 522: 520: 519: 514: 425: 423: 422: 417: 412: 389: 383: 335: 327: 290:numerical radius 261: 259: 258: 253: 251: 232: 230: 229: 224: 222: 221: 216: 200: 198: 197: 192: 190: 186: 179: 172: 168: 167: 162: 153: 145: 143: 142: 137: 136: 131: 124: 123: 115: 114: 109: 102: 64: 62: 61: 56: 2263: 2262: 2258: 2257: 2256: 2254: 2253: 2252: 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Index

mathematical
linear algebra
convex analysis
complex
matrix
conjugate transpose
vector
eigenvalues
quantum computing
range
Rayleigh quotient
identity matrix
sumset
eigenvalues
ellipse
Hermitian matrix
normal matrix
operator norm
C-numerical range
Higher-rank numerical range
Joint numerical range
Product numerical range
Polynomial numerical hull
Spectral theory
Rayleigh quotient
Workshop on Numerical Ranges and Numerical Radii
arXiv
quant-ph/0511101
Bibcode
2006RpMP...58...77C

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