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相似變換


術語“相似變換”用於指代幾何相似性,或指代產生相似性的矩陣變換。

相似變換是一種共形對映,其變換矩陣 A^' 可以寫成以下形式

 A^'=BAB^(-1),
(1)

其中 AA^' 被稱為相似矩陣(Golub and Van Loan 1996, p. 311)。相似變換將空間中的物件轉換為相似的物件。相似變換和自相似的概念是分形迭代函式系統的重要基礎。

矩陣相似變換的行列式等於原始矩陣的行列式

|BAB^(-1)|=|B||A||B^(-1)|
(2)
=|B||A|1/(|B|)
(3)
=|A|.
(4)

相似變換的行列式減去單位矩陣的倍數由下式給出

|B^(-1)AB-lambdaI|=|B^(-1)AB-B^(-1)lambdaIB|
(5)
=|B^(-1)(A-lambdaI)B|
(6)
=|B^(-1)||A-lambdaI||B|
(7)
=|A-lambdaI|.
(8)

如果 A 是一個反對稱矩陣 (a_(ij)=-a_(ji)) 並且 B 是一個正交矩陣 ((b^(-1))_(ij)=b_(ji)),那麼相似變換的矩陣

 C=BAB^(-1)
(9)

本身也是反對稱的,即 C=-C^(T)。這可以透過使用矩陣乘法的指標符號得出,如下所示

(bab^(-1))_(ij)=b_(ik)a_(kl)b_(lj)^(-1)
(10)
=-b_(ki)^(-1)a_(lk)b_(jl)
(11)
=-b_(jl)a_(lk)b_(ki)^(-1)
(12)
=-(bab^(-1))_(ji).
(13)

這裡,方程 (10) 來自矩陣乘法的定義,(11) 使用了 A 的反對稱性和 B 的正交性,(12) 是 (11) 的重排,因為標量乘法是可交換的,(13) 再次來自矩陣乘法的定義。

G 的子群 H 透過固定元素 xG 中但不在 H 中的相似變換總是得到一個子群 (Arfken 1985, p. 242)。


另請參閱

仿射變換, 共形對映, 行列式, 擴張, 迭代函式系統, 正規子群, 相似矩陣, 相似性

使用 探索

參考文獻

Arfken, G. Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, 1985.Croft, H. T.; Falconer, K. J.; and Guy, R. K. Unsolved Problems in Geometry. New York: Springer-Verlag, p. 3, 1991.Golub, G. H. and Van Loan, C. F. Matrix Computations, 3rd ed. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press, p. 311, 1996.Lauwerier, H. Fractals: Endlessly Repeated Geometric Figures. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 83-103, 1991.

在 上被引用

相似變換

請引用為

Weisstein, Eric W. "Similarity Transformation." 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/SimilarityTransformation.html

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