定義
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若一 行 列的複數矩陣 滿足:
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其中, 為 的共軛轉置, 為 階單位矩陣,則 稱為酉矩陣。
判別準則
一個簡單的充分必要判別準則是:
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或者說,酉矩陣的共軛轉置和它的逆矩陣相等。
性質和套用
酉矩陣的相關性質:
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設有矩陣 ,則
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(1)若 是酉矩陣,則 的逆矩陣也是酉矩陣;
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(2)若 是酉矩陣,則 和也是酉矩陣;
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(3)若 是酉矩陣,則 ;
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(4) 是酉矩陣的充分必要條件是,它的 個列向量是兩兩正交的單位向量。
酉方陣在量子力學中有著重要的套用。酉等價是標準正交基到標準正交基的特殊基變換。
廣義酉矩陣
定義
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假定表示所有m×n復矩陣的集合,表示所有n階復可逆矩陣的集合,表示所有m×n實矩陣的集合,,(表示純虛數)。
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定義1,設,若存在使,則稱A為n階P-廣義酉矩陣;記為。
性質
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定理1,若相似於一個酉矩陣U,則A是n階P-廣義酉矩陣。
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推論1,若相似於一個酉矩陣U,則與相似。
定理2,已知A可對角化,則A為n階P-廣義酉矩陣的充分必要條件是A相似於一個酉矩陣。
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定理3,已知A是n階P-廣義酉矩陣。如果λ≠0是A的特徵值,那么1/λ是的特徵值;當A為實矩陣時,1/λ也是A的特徵值。
定理4,若A為廣義P-酉矩陣,則A是廣義P -酉矩陣。