【线代】求证:置换矩阵是正交矩阵
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level 10
ax_pokl
楼主
已知A为置换矩阵(A为n阶方阵,A的元素由0和1构成,且A的每行和每列都恰好有一个1)。
求证:A为正交矩阵(即A^T=A^-1),并且其逆矩阵A^-1也是置换矩阵。
2016年01月25日 06点01分
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level 10
ax_pokl
楼主
求大神解。
2016年01月25日 07点01分
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level 7
imbadeyun
求证A*A^T=I (正交矩阵)
A在第n行只有π(n)上系数为1,其他都是0(置换矩阵定义)。
A=[eπ(1);eπ(2);....;eπ(n)]
ej表示第i个系数为1,其他都为0的横排数组,j=π(n)。
A^T=[eπ(1) eπ(2) ....eπ(n)]
A*A^T=[eπ(1);eπ(2);....;eπ(n)][eπ(1) eπ(2) ....eπ(n)]
矩阵乘法
(AB)ij=∑air*brj (1)
然后证明i必须=j,这个(AB)ij才=1,不然为0。
因为(AB)ij实质上=eπ(i)*(eπ(j))^T 就是表达式(1)
而eπ(i)*(eπ(j))^T=0 unless i=j
所以(AB)ij=0 unless i=j nxn的矩阵
然后这是单位矩阵的定义
所以A*A^T=I
所以正交
2016年01月25日 08点01分
3
imbadeyun
不对不对不对 A^T=[(eπ(1))^T (eπ(2))^T ....(eπ(n))^T;] 你懂我在说什么吧?
2016年01月25日 08点01分
ax_pokl
@imbadeyun
好吧,这个我得慢慢看了。不拆开来就没法证了么?
2016年01月25日 09点01分
imbadeyun
@ax_pokl
这不跟楼下的一样吗?你看他的就好了,他的表达更简洁。
2016年01月25日 10点01分
ax_pokl
@imbadeyun
嗯,直接A*A^T,只有当A的行=A^T的列时才为1其余必为0因此为单位矩阵这个好。
2016年01月25日 17点01分
level 12
捕黄雀的蝉😍
证明:
置换矩阵
A(e1,,e2,e3,。。。,en)
显然A中的每个列向量都是单位向量。
于证明正交
|ei|=1,i=1,2,。。。n这个满足
其后是
<ei,ejt>等于0,i不等于j,即列列向量两两正交
由置换矩阵可知若是<ei,ejt>不等于0,那么必有ei=ej不满足置换矩阵定义
所以列列向量两两正交
得证
2016年01月25日 09点01分
4
ax_pokl
为什么列列向量两两正交的矩阵就是正交阵呢?
2016年01月25日 09点01分
捕黄雀的蝉😍
@ax_pokl
你把这个矩阵用列向量写出来,然后转置和其相乘,得出的矩阵的每个元素不就是<vi,vj>,当i=j,=1,j,i不等式为0,正好是单位矩阵
2016年01月25日 09点01分
ax_pokl
@捕黄雀的蝉😍
这个办法好。
2016年01月25日 10点01分
level 15
KeyTo9
根据书上的定理 行向量构成R^n标准正交基了,所以是正交矩阵
2016年01月25日 09点01分
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ax_pokl
原来是这样。KeyTo9果然厉害。
2016年01月25日 10点01分
level 13
m0606
LS好厉害的样子
2016年01月25日 15点01分
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