反對稱變換

反對稱變換

反對稱變換(anti-symmetric transformation)是一種線性變換,設V是歐氏空間,σ是V的線性變換,若對任意α,β∈V,有(σ(α),β)=-(α,σ(β)),則稱σ為V的反對稱變換。反對稱變換對於有限維歐氏空間V的任意標準正交基的矩陣是實反對稱矩陣,即為滿足條件A′=-A的實矩陣;反之,若線性變換關於V的標準正交基的矩陣是反對稱的,則σ是反對稱變換,反對稱變換的特徵值或是零,或是純虛數 。

基本信息

基本介紹

反對稱變換 反對稱變換
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針對對稱變換,我們把歐氏空間中對任意 ,滿足 的線性變換 叫做反對稱變換。

反對稱變換 反對稱變換

【例1】在歐氏空間R 中,規定線性變換σ為 ,證明:σ是反對稱變換。

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證明: 因為對任意 ,有:

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於是,

反對稱變換 反對稱變換

所以,

故σ是反對稱變換。

反對稱變換的性質

根據反對稱變換的定義,可以證得反對稱變換的以下一些性質:

定理1 歐氏空間V的線性變換σ是反對稱變換的充分必要條件是σ關於V的標準正交基的矩陣是反對稱矩陣。

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證明 設 是V的組標準正交基,且

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於是, .

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所以,σ是反對稱變換的充分必要條件是 ,即σ關於V的標準正交基f內矩陣是反對稱矩陣。

性質1 設σ是歐氏空間V的反對稱變換,如果V是σ的不變子空間,則也是σ的不變子空間。

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證明 對任意的向量 ,有 而V是σ的不變子空間,所以 ,故 ,於是得 .因此 ,即 是σ的不變子空間。

性質2 設σ是歐氏空間V的反對稱變換,則σ的特徵根是零或純虛數。

證明 設σ是歐氏空間V的反對稱變換,A是σ關於V的某個標準正交基的

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矩陣, 是A的任一特徵根,α是屬於特徵根 的特徵向量,則有:

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一方面, 另一方面,有:

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所以 ,但 ,從而 ,故反對稱實矩陣的特徵根是零或純虛數,即σ的特徵根是零或純虛數。

和對稱變換一樣,因反對稱變換與反對稱矩陣一一對應,所以反對稱變換所具有的性質,反對稱矩陣都具有,這裡從略 。

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