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現代数学解説
文献あり

Clarification of the proof of Corollary V.4.5 in Bhatia "Matrix Analysis"

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The proof of the corollary is just noting that the given non-constant operator monotone function on (1,1) satisfies f(0)0. But the book just states that this is true because f is monotone. This reason alone is insufficient.

To fix the proof, we apply Theorem V.3.4 to the matrix A=diag(t,0) with t0. Then the following matrix is positive semi-definite.
f[1](A)=(f(t)f(t)f(0)tf(t)f(0)tf(0))
As f is non-constant, there is some t0 such that f(t)0. By positive semi-definiteness, f(t)0 and det(f[1](A))0. Hence
f(t)f(0)(f(t)f(0)t)20
f(t)f(0)(f(t)f(0)t)2>0
This implies that f(0)>0.

参考文献

[1]
Bhatia, Matrix Analysis
投稿日:39
更新日:310
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