當前位置:首頁>生活>正交矩陣的行列式為什么是1或負1?
發布時間:2025-10-28閱讀(2)
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正交矩陣是指方陣中的每一行都是單位向量且互相正交的矩陣。證明正交矩陣的行列式是1或-1的方法,可以用線性代數中的行列式和向量的基本性質。設A為正交矩陣,那么有A的轉置矩陣A^T乘以A等于單位矩陣I,即A^T * A = I。
這里I是一個n階單位矩陣,n是A的階數。則行列式的性質告訴我們,det(A^T) * det(A) = det(I),即det(A)^2 = 1。因此,det(A)的值只能是1或-1。 為什么正交矩陣的行列式是1或-1呢?這是因為正交矩陣代表的是一個線性變換,而這個變換不會改變向量的長度和向量之間的夾角。具體來說,單位向量在正交矩陣下的變換后仍然是單位向量,向量之間的夾角也不會發生變化。
因此,對于每個正交矩陣A,它的行向量都是單位向量,且兩兩正交。由于單位向量的模長為1,所以det(A)的值只能是1或-1。
總之,正交矩陣的行列式為1或-1是由于其行向量都是單位向量且互相正交所導致的。這一性質在線性代數和各種數學應用中都有重要的應用,例如在旋轉變換中,正交矩陣用于描述旋轉變換前后的空間關系。
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