题目
设α_(1),α_(2),...,α_(n)是R^n的一组标准正交基,A是n阶正交矩阵,则A^α_(1),A^α_(2),...,A^α_(n)也是R^n的一组标准正交基.A. 对B. 错
设$α_{1},α_{2},\cdots,α_{n}$是$R^{n}$的一组标准正交基,A是n阶正交矩阵,则$A^{α_{1}},A^{α_{2}},\cdots,A^{α_{n}}$也是$R^{n}$的一组标准正交基.
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查正交矩阵的性质及其对标准正交基的作用。
解题核心思路:利用正交矩阵保持向量内积不变的特性,验证变换后的向量组是否仍满足标准正交条件。
破题关键点:
- 标准正交基的定义:向量组中任意两个向量的内积为$\delta_{ij}$(即正交且单位长度)。
- 正交矩阵的性质:若$A$是正交矩阵,则$A^T A = I$,且正交变换保持向量内积不变。
设$\alpha_1, \alpha_2, \cdots, \alpha_n$是$\mathbb{R}^n$的标准正交基,满足$[\alpha_i, \alpha_j] = \delta_{ij}$。
正交矩阵$A$满足$A^T A = I$。需验证$A\alpha_1, A\alpha_2, \cdots, A\alpha_n$是否为标准正交基:
计算内积
对任意$i, j$,计算$[A\alpha_i, A\alpha_j]$:
$\begin{aligned}[A\alpha_i, A\alpha_j] &= (A\alpha_i)^T (A\alpha_j) \\&= \alpha_i^T A^T A \alpha_j \quad \text{(转置性质)} \\&= \alpha_i^T I \alpha_j \quad \text{(正交矩阵性质)} \\&= \alpha_i^T \alpha_j \\&= \delta_{ij} \quad \text{(原基标准正交)}.\end{aligned}$
结论
变换后的向量组满足标准正交条件,且包含$n$个向量,因此是$\mathbb{R}^n$的标准正交基。