正交矩阵(什么是正交矩阵)
什么是正交矩阵?
如果AAT=E(E为单位矩阵,AT表示“矩阵A的转置矩阵”)或ATA=E,则n阶实矩阵A称为正交矩阵。
正交矩阵是实数特殊化的酉矩阵,因此总是属于正规矩阵。尽管我们在这里只考虑实数矩阵,但这个定义可用于其元素来自任何域的矩阵。正交矩阵毕竟是从内积自然引出的,所以对于复数的矩阵这导致了归一要求。
实正交矩阵(即该正交矩阵中所有元都是实数)可以看做是一种特殊的酉矩阵,但也存在一种复正交矩阵,这种复正交矩阵不是酉矩阵。
矩阵性质:
实数方块矩阵是正交的,当且仅当它的列形成了带有普通欧几里得点积的欧几里得空间R的正交规范基,它为真当且仅当它的行形成R的正交基。假设带有正交(非正交规范)列的矩阵叫正交矩阵可能是诱人的,但是这种矩阵没有特殊价值而没有特殊名字;他们只是MM=D,D是对角矩阵。
任何正交矩阵的行列式是+1或?1。这可从关于行列式的如下基本事实得出:(注:反过来不是真的;有+1行列式不保证正交性,即使带有正交列,可由下列反例证实。)
什么是正交矩阵
什么是正交矩阵如下:
定义
编辑播报
如果:AAT=E(E为单位矩阵,AT表示“矩阵A的转置矩阵”。)或ATA=E,则n阶实矩阵A称为正交矩阵,若A为正交阵,则满足以下条件[2][3]:
1)AT是正交矩阵
2)(E为单位矩阵)
3)AT的各行是单位向量且两两正交
4)AT的各列是单位向量且两两正交
5)(Ax,Ay)=(x,y)x,y∈R
6)|A|=1或-1
7)
8)正交矩阵通常用字母Q表示。
(9)举例:
若A=[r11r12r13;r21r22r23;r31r32r33],则有:
定理
在矩阵论中,实数正交矩阵是方块矩阵Q,它的转置矩阵是它的逆矩阵,如果正交矩阵的行列式为+1,则称之为特殊正交矩阵。
1.方阵A正交的充要条件是A的行(列)向量组是单位正交向量组;
2.方阵A正交的充要条件是A的n个行(列)向量是n维向量空间的一组标准正交基;
3.A是正交矩阵的充要条件是:A的行向量组两两正交且都是单位向量;
4.A的列向量组也是正交单位向量组。
5.正交方阵是欧氏空间中标准正交基到标准正交基的过渡矩阵
矩阵相互正交是什么意思?
应该是两个向量正交
两个向量正交是指它们的内积等于零.
两个向量的内积是它们对应分量的乘积之和
什么是正交矩阵举个例子,说明特征,不要定义.
如果:AA'=E(E为单位矩阵,A'表示“矩阵A的转置矩阵”.)或A′A=E,则n阶实矩阵A称为正交矩阵
例如举一个最简单的例子
1
0
1
0
矩阵A:0
1
A的转置:0
1
此时
AA'=E
故A本身是正交矩阵
由于AA'=E
由逆矩阵定义
若AB=E
则B为A的逆矩阵
可以知道
A'为A的逆矩阵
也就是说正交矩阵本身必然是可逆矩阵
即
若A是正交矩阵则A的n个行(列)向量是n维向量空间的一组标准正交基【即线性不相关】
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