20240924 行列式为1的矩阵不一定是正交矩阵

行列式为1的矩阵不一定是正交矩阵。一个矩阵是正交矩阵需要满足两个条件:

  1. 它的转置等于它的逆,即 R ⊤ = R − 1 \boldsymbol{R}^\top = \boldsymbol{R}^{-1} R⊤=R−1。
  2. 它的行列式为1或-1,即 det ⁡ ( R ) = ± 1 \det(\boldsymbol{R}) = \pm 1 det(R)=±1。

如果仅满足第二个条件( det ⁡ ( R ) = 1 \det(\boldsymbol{R}) = 1 det(R)=1),但不满足第一个条件,那么该矩阵就不是正交矩阵。

反例:

考虑以下2x2矩阵:

A = ( 1 1 0 1 ) \boldsymbol{A} = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} A=(1011)

这个矩阵的行列式为:

det ⁡ ( A ) = ( 1 ) ( 1 ) − ( 1 ) ( 0 ) = 1 \det(\boldsymbol{A}) = (1)(1) - (1)(0) = 1 det(A)=(1)(1)−(1)(0)=1

但是,(\boldsymbol{A}) 的转置和逆并不相等:

A ⊤ = ( 1 0 1 1 ) \boldsymbol{A}^\top = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 1 \end{pmatrix} A⊤=(1101)

A − 1 = ( 1 − 1 0 1 ) \boldsymbol{A}^{-1} = \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} A−1=(10−11)

显然, A ⊤ ≠ A − 1 \boldsymbol{A}^\top \neq \boldsymbol{A}^{-1} A⊤=A−1,因此 A \boldsymbol{A} A 不是正交矩阵。

这个例子说明了即使一个矩阵的行列式为1,它也不一定是正交矩阵。正交矩阵必须同时满足转置等于逆矩阵的条件。

相关推荐
aramae5 小时前
MySQL复合查询(8)
java·c语言·开发语言·后端·算法
荆棘鸟智能5 小时前
城市感知设备怎么统一接入?从多协议网关到设备模型的中间件架构设计
人工智能·算法·边缘计算
INGNIGHT9 小时前
270 · 电话号码的字母组合II(Trie)
linux·算法
2401_839080549 小时前
C++常见八股
数据结构·c++·算法
青山是哪个青山10 小时前
LeetCode 188:买卖股票的最佳时机 IV
算法
mikuyyds10 小时前
geo-toolbox 插件算法解析:RUSLE 与 MUSLE 的工程化落地
算法·rust·gis
a1879272183110 小时前
【算法】树(二):队列与祖先——BFS 骨架三配件、短路透传与合流
算法·leetcode·二叉树··bfs·算法讲解·树遍历
syagain_zsx11 小时前
算法基础篇 · 03 枚举(C++ 题解)
c++·算法·二进制·枚举
weixin_3077791311 小时前
C++代码实现MATLAB中的ode23tb函数功能
开发语言·c++·算法·matlab
我是章汕呐12 小时前
地级市能源消耗量及消耗强度数据【2006-2023年】平衡面板
人工智能·经验分享·算法·回归