正交矩阵的逆是它的转置

信息处理 矩阵 正交
2022-02-22 15:57:07

在下面的陈述中,我不明白这种情况 i=j

A m× n正交矩阵 ai是个 ith列向量。 ijth的元素ATA

(ATA)ij=aiTaj={1ifi=j0ifotherwise

因此,因为ATA=I, 它遵循A1=AT.

2个回答

正交矩阵具有正交列,即两个不同列的标量积为零(这种情况ij)。对于案件i=j你有aiTai=ai2>0.

的正交矩阵,您只能说ai

aiTaj={ci>0i=j0ij

其中是某个常数,具体取决于矩阵。ci>0

然后,有正交矩阵。除了前面的语句之外,这些还满足,因此ci=1ATA=I

最后,只有当你的是一个正交正交矩阵时,它才持有AA1=AT

您描述的任务有两个缺陷:

  • 它只讨论正交矩阵,我们可以说包含列的规范。ATA=diag(c)c
  • 它指出是一个矩阵(即不是正方形)。矩形矩阵没有逆矩阵。所以,最后的说法是不正确的。An×m

编辑:通常在文献中,正交矩阵被认为是具有单位范数列的正方形。然后但是,由于问题明确提到了矩形矩阵,我想指出这实际上取决于您对正交矩阵的定义。而且,如果您只是将其定义为正交列,则上述参数成立。ATA=IA1=AT

假设你有一个集合 向量(长度,列式),成对正交,即与单位范数正交。将它们并排堆叠在矩阵nokRm,1m

A=[o1,,on].

您有所谓的正交(矩形)矩阵,有时称为正交列矩阵。相同的概念适用于逐行。首先,请注意您应该有如果不是,则不可能维线性空间个线性独立的向量。mnmm

然后,的每个元素,因此,由的正交性定义。pi,jATAoiToj1i=j0ok

请注意,对于非方阵,存在所谓的广义逆,例如Moore-Penrose 伪逆,它与平方情况下的标准逆相一致。