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在普通矩阵乘法运算下求(0,-1;1,0)的阶

发布于 2024-05-23 11:18:03

一个矩阵的阶指的是它的次方数,它与矩阵的大小有关。对于一个 (n \times m) 矩阵,它的阶可以是任何正整数,但通常在代数和线性代数中讨论矩阵的幂时,我们通常关注的是 (n) 和 (m) 相等的情况,也就是方阵。

给定的矩阵是 (\begin{bmatrix} 0 & -1 \ 1 & 0 \end{bmatrix}),这是一个 (2 \times 2) 的方阵,所以它的阶为 (2)。

如果你说的“阶”是指矩阵乘法下矩阵的幂次,那么就需要明确具体的幂次。对于方阵,我们可以计算它的任意次幂,但是对于非方阵而言,我们只能计算其方阵部分的幂次。

在这个例子中,我们可以计算这个矩阵的任意正整数次幂。例如,矩阵的平方是: [ \begin{bmatrix} 0 & -1 \ 1 & 0 \end{bmatrix} \times \begin{bmatrix} 0 & -1 \ 1 & 0 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 0 \ 0 & -1 \end{bmatrix} ]

这表明该矩阵的平方是单位矩阵 (I) 的对角线符号,因此该矩阵是一个旋转矩阵。更进一步的幂次将会是单位矩阵的幂次,即 [ \begin{bmatrix} 0 & -1 \ 1 & 0 \end{bmatrix}^k = \begin{cases} \begin{bmatrix} 0 & -1 \ 1 & 0 \end{bmatrix} & \text{if } k \text{ is odd} \ \begin{bmatrix} 1 & 0 \ 0 & -1 \end{bmatrix} & \text{if } k \text{ is even} \end{cases} ]

所以,这个矩阵的阶是其大小,也就是 (2)。

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