题目
29.证明若A是正交矩阵,则 ^T=(A)^-1 也是正交矩阵,并且 |A|=pm 1.

题目解答
答案

解析
正交矩阵的定义是其转置等于其逆矩阵,即满足$A^T A = E$。本题需要证明两个结论:
- $A^T = A^{-1}$:直接由正交矩阵的定义可得,关键在于理解正交矩阵的逆矩阵与其转置的关系。
- $|A| = \pm 1$:通过行列式的性质,结合正交矩阵的定义,推导出行列式的平方为1,从而得到结果。
证明$A^T = A^{-1}$
根据正交矩阵的定义,有:
$A^T A = E$
而矩阵的逆矩阵定义为:
$A^{-1} A = E$
比较两式可知,$A^T$满足逆矩阵的定义,因此:
$A^T = A^{-1}$
证明$|A| = \pm 1$
- 取行列式:对等式$A^T A = E$两边取行列式:
$|A^T| \cdot |A| = |E|$ - 行列式的性质:
- 单位矩阵的行列式$|E| = 1$;
- 转置矩阵的行列式等于原矩阵的行列式,即$|A^T| = |A|$。
- 代入化简:
$|A| \cdot |A| = 1 \quad \Rightarrow \quad |A|^2 = 1 \quad \Rightarrow \quad |A| = \pm 1$