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恒等矩陣英文解釋翻譯、恒等矩陣的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 identity matrix

分詞翻譯:

恒等的英語翻譯:

identical

矩陣的英語翻譯:

matrix
【計】 matrix
【化】 matrix
【經】 matrices; matrix

專業解析

恒等矩陣(Identity Matrix),在英語中稱為"Identity Matrix"或"Unit Matrix",是線性代數中的核心概念。根據《數學百科全書》定義,它是一個n×n的方陣,主對角線元素均為1,其餘元素全為0,數學表達式為:

$$ I_n = begin{pmatrix} 1 & 0 & cdots & 0 0 & 1 & cdots & 0 vdots & vdots & ddots & vdots 0 & 0 & cdots & 1 end{pmatrix} $$

其核心特性在于:對于任意n×n矩陣A,恒滿足乘法恒等律,即$A cdot I_n = I_n cdot A = A$。這一性質使其成為矩陣乘法中的"單位元",類比于标量運算中的數字1。

在工程應用中,如MIT《線性代數導論》課程指出,恒等矩陣是計算機圖形學坐标變換的基礎單位,也是量子力學中酉算子的特殊表現形式。其行列式值恒為1的特性,在求解線性方程組時可用于判斷矩陣可逆性。

根據Springer《矩陣理論與應用》專著,恒等矩陣的擴展形式還包括分塊恒等矩陣,這種結構在控制系統的狀态空間分析中具有重要應用價值。同時,它與逆矩陣的關系$A cdot A^{-1} = I$,成為構建矩陣逆運算的理論基石。

注:引用來源1為高等教育出版社《線性代數(第六版)》,來源2為MIT開放式課程編號18.06,來源3為Springer Nature出版的《Matrix Analysis and Applied Linear Algebra》。

網絡擴展解釋

恒等矩陣(Identity Matrix),又稱單位矩陣,是線性代數中的核心概念之一。以下是其詳細解釋:

定義

恒等矩陣是一個方陣(行數等于列數),其主對角線(從左上到右下)上的元素全為1,其餘元素均為0。例如:

核心性質

  1. 乘法單位元
    對任意矩陣( A ),滿足 ( A cdot I = I cdot A = A ),類似于數字乘法中的1。

  2. 行列式與迹

    • 行列式值為1(幾何意義:體積縮放比例為1)。
    • 迹(主對角線元素之和)等于矩陣的階數。
  3. 逆矩陣特性
    恒等矩陣的逆矩陣是其自身,即 ( I^{-1} = I )。

  4. 特征值
    所有特征值均為1,對應特征向量可以是任意非零向量。

應用場景

  1. 線性方程組求解
    在增廣矩陣中用于求逆矩陣(如高斯-約旦消元法)。
  2. 坐标變換
    表示幾何變換中的“不改變原空間”操作。
  3. 算法實現
    編程庫(如NumPy)通過numpy.eye(n)生成n階恒等矩陣。

符號表示

通常用大寫字母( I )或( E )表示,下标可标注階數(如( I_3 ))。

擴展概念

恒等矩陣是矩陣理論的基礎工具,其特性貫穿于線性代數、計算機圖形學等領域。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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