对合矩阵

✍ dations ◷ 2025-04-26 00:26:28 #矩阵

在数学上, 对合矩阵是指逆为自身的矩阵,即,称矩阵 A {\displaystyle \mathbf {A} } 。 在特殊情况下,另一类的基本矩阵,即表示对行或列乘以 −1 的矩阵也是对合矩阵;实际上这是符号矩阵的一个特例——所有符号矩阵均是对合的。

下面是一些对合矩阵的简单例子。

这里

显然,任何由对称矩阵构成的块-对角阵 构成的矩阵也是对合矩阵。

一个对称的对合矩阵也是一个正交矩阵,并因此表示一个保距变换 (保持欧几里德距离的线性变换)。反之,每个正交对合矩阵均是对称的。 一个特别的例子是,每个反射矩阵均是对合的。

任何域上对合矩阵的行列式是±1.

如果 A {\displaystyle \mathbf {A} } 矩阵,则A是对合的当且仅当½(A + I)是 幂等的。 这一关系给出了对合矩阵和幂等矩阵之间的双射。

如果 A {\displaystyle \mathbf {A} } I + A: ∈ℝ} 与双曲复数同构。

如果 A {\displaystyle \mathbf {A} } B {\displaystyle \mathbf {B} }  两个对合矩阵可交换,则  A B {\displaystyle \mathbf {AB} } 也是对合的。

如果 A {\displaystyle \mathbf {A} }  是对合矩阵则 A 的任意自然数次幂均是对合的。 事实上, A n {\displaystyle \mathbf {A} ^{n}}  在 n {\displaystyle n} 是奇数时等于 A {\displaystyle \mathbf {A} } ,在  n {\displaystyle n} 是偶数时等于 I {\displaystyle \mathbf {I} }

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