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單位矩陣


單位矩陣是最簡單的非平凡對角矩陣,定義為滿足:

 I(X)=X
(1)

對於所有向量 X。單位矩陣可以用 1, I, E (後者是德語術語 "Einheitsmatrix" 的縮寫;Courant and Hilbert 1989, p. 7), 或者有時用 I 表示,下標有時用於指示矩陣的維度。單位矩陣有時也稱為么矩陣 (Akivis and Goldberg 1972, p. 71)。

n×n 單位矩陣由下式顯式給出:

 I_(ij)=delta_(ij)
(2)

對於 i,j=1,2, ..., n,其中 delta_(ij)克羅內克 delta。顯式地寫出為:

 I=[1 0 ... 0; 0 1 ... 0; | | ... |; 0 0 ... 1].
(3)

n×n 單位矩陣在 Wolfram 語言中實現為IdentityMatrix[n].

可以透過求解以下方程為 I_n 定義“單位矩陣的平方根”矩陣:

 [a_(11) a_(12) ... a_(1n); a_(21) a_(22) ... a_(2n); | ... ... |; a_(n1) a_(n2) ... a_(nn)][a_(11) a_(12) ... a_(1n); a_(21) a_(22) ... a_(2n); | ... ... |; a_(n1) a_(n2) ... a_(nn)]=[1 0 ... 0; 0 1 ... 0; | | ... 0; 0 0 ... 1].
(4)

對於 n=2,得到的平方根矩陣的最通用形式為

 I_2^(1/2)=[+/-d (1-d^2)/c; c ∓d],[+/-d c; (1-d^2)/c ∓d]
(5)

給出

 [+/-1 0; 0 +/-1],[+/-1 0; c ∓1],[+/-1 c; 0 ∓1]
(6)

作為極限情況。

“單位矩陣的立方根”矩陣可以呈現更復雜的形式。然而,一類簡單的此類矩陣稱為 k-矩陣


另請參閱

(0,1)-矩陣, 常數矩陣, 對角矩陣, k-矩陣, 標量矩陣, 么矩陣, 零矩陣

使用 探索

參考文獻

Akivis, M. A. and Goldberg, V. V. 線性代數與張量導論。 New York: Dover, 1972.Ayres, F. Jr. 矩陣理論與問題 Schaum 綱要。 New York: Schaum, p. 10, 1962.Courant, R. and Hilbert, D. 數學物理方法,卷 1。 New York: Wiley, 1989.

在 上被引用

單位矩陣

請按如下方式引用

Weisstein, Eric W. "單位矩陣。" 來自 —— 資源。 https://mathworld.tw/IdentityMatrix.html

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