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【线代】求证:置换矩阵是正交矩阵

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已知A为置换矩阵(A为n阶方阵,A的元素由0和1构成,且A的每行和每列都恰好有一个1)。
求证:A为正交矩阵(即A^T=A^-1),并且其逆矩阵A^-1也是置换矩阵。


IP属地:上海1楼2016-01-25 14:31回复
    求大神解。


    IP属地:上海2楼2016-01-25 15:32
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      求证A*A^T=I (正交矩阵)
      A在第n行只有π(n)上系数为1,其他都是0(置换矩阵定义)。
      A=[eπ(1);eπ(2);....;eπ(n)]
      ej表示第i个系数为1,其他都为0的横排数组,j=π(n)。
      A^T=[eπ(1) eπ(2) ....eπ(n)]
      A*A^T=[eπ(1);eπ(2);....;eπ(n)][eπ(1) eπ(2) ....eπ(n)]
      矩阵乘法
      (AB)ij=∑air*brj (1)
      然后证明i必须=j,这个(AB)ij才=1,不然为0。
      因为(AB)ij实质上=eπ(i)*(eπ(j))^T 就是表达式(1)
      而eπ(i)*(eπ(j))^T=0 unless i=j
      所以(AB)ij=0 unless i=j nxn的矩阵
      然后这是单位矩阵的定义
      所以A*A^T=I
      所以正交


      IP属地:江苏3楼2016-01-25 16:15
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        证明:
        置换矩阵
        A(e1,,e2,e3,。。。,en)
        显然A中的每个列向量都是单位向量。
        于证明正交
        |ei|=1,i=1,2,。。。n这个满足
        其后是
        <ei,ejt>等于0,i不等于j,即列列向量两两正交
        由置换矩阵可知若是<ei,ejt>不等于0,那么必有ei=ej不满足置换矩阵定义
        所以列列向量两两正交
        得证


        IP属地:江苏4楼2016-01-25 17:15
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          根据书上的定理 行向量构成R^n标准正交基了,所以是正交矩阵


          IP属地:广东来自手机贴吧5楼2016-01-25 17:54
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            LS好厉害的样子


            IP属地:广东来自Android客户端6楼2016-01-25 23:20
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