证明如果一个正交矩阵是正定矩阵,那么它必为单位矩阵

学习 时间:2026-04-02 16:37:15 阅读:1660
证明如果一个正交矩阵是正定矩阵,那么它必为单位矩阵

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凶狠的咖啡豆

曾经的蚂蚁

2026-04-02 16:37:15

要意识到正交矩阵的特征根是1或-1然后矩阵正定,特征值全为1。Ax=ax,a为特征值,x为特征向量,则两边做转置x'A'=ax'。于是有x'A'Ax=ax'ax由于A正交,左边为x'x,而右边为aax'x,所以a方=1,特征根是1或-1。由于A对称正定,故存在正交矩阵B,B'AB为上三角形(其实由A正交可进一步知,是对角形,只需考虑AA'=A'A即得),对角线上为特征值,可见正定的充要条件是特征值皆为正数,本题都为1。所以A正交相似于单位阵,即上边的B'AB=E。所以A=BB'=E(注意B正交)。

最新回答共有2条回答

  • 安静的冷风
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    2026-04-02 16:37:15

    要意识到正交矩阵的特征根是1或-1然后矩阵正定,特征值全为1。Ax=ax,a为特征值,x为特征向量,则两边做转置x'A'=ax'。于是有x'A'Ax=ax'ax由于A正交,左边为x'x,而右边为aax'x,所以a方=1,特征根是1或-1。由于A对称正定,故存在正交矩阵B,B'AB为上三角形(其实由A正交可进一步知,是对角形,只需考虑AA'=A'A即得),对角线上为特征值,可见正定的充要条件是特征值皆为正数,本题都为1。所以A正交相似于单位阵,即上边的B'AB=E。所以A=BB'=E(注意B正交)。

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