题目
以下关于正交矩阵的说法错误的是( )A.正交矩阵的转置矩阵仍然是正交矩阵B.正交矩阵的逆矩阵仍然是正交矩阵C.正交矩阵的行列式等于1D.两个正交矩阵的乘积仍然是正交矩阵
以下关于正交矩阵的说法错误的是( )
A.正交矩阵的转置矩阵仍然是正交矩阵
B.正交矩阵的逆矩阵仍然是正交矩阵
C.正交矩阵的行列式等于1
D.两个正交矩阵的乘积仍然是正交矩阵
题目解答
答案
∵若A是正交矩阵,那么
也是正交矩阵,
也是正交矩阵
∴A.B.选项正确
∵若A,B都是正交矩阵,那么AB也是正交矩阵
∴D.选项正确
∵正交矩阵的行列式的值为1或-1
∴C.选项错误
本题要选的是错误的,因此选择C.选项
解析
步骤 1:正交矩阵的定义
正交矩阵是指其列向量和行向量都是单位向量且两两正交的方阵。即,如果矩阵A是正交矩阵,则有$A^TA = AA^T = I$,其中I是单位矩阵。
步骤 2:正交矩阵的转置
根据正交矩阵的定义,如果A是正交矩阵,则$A^TA = I$。因此,$(A^T)^T A^T = I$,即$A A^T = I$。这表明$A^T$也是正交矩阵。所以选项A正确。
步骤 3:正交矩阵的逆
由于正交矩阵的定义,$A^TA = I$,所以$A^{-1} = A^T$。因为$A^T$是正交矩阵,所以$A^{-1}$也是正交矩阵。所以选项B正确。
步骤 4:正交矩阵的行列式
正交矩阵的行列式等于1或-1。这是因为行列式$|A|$满足$|A|^2 = |A^TA| = |I| = 1$,所以$|A| = \pm 1$。所以选项C错误。
步骤 5:两个正交矩阵的乘积
如果A和B都是正交矩阵,则$(AB)^T(AB) = B^TA^TAB = B^TB = I$,所以AB也是正交矩阵。所以选项D正确。
正交矩阵是指其列向量和行向量都是单位向量且两两正交的方阵。即,如果矩阵A是正交矩阵,则有$A^TA = AA^T = I$,其中I是单位矩阵。
步骤 2:正交矩阵的转置
根据正交矩阵的定义,如果A是正交矩阵,则$A^TA = I$。因此,$(A^T)^T A^T = I$,即$A A^T = I$。这表明$A^T$也是正交矩阵。所以选项A正确。
步骤 3:正交矩阵的逆
由于正交矩阵的定义,$A^TA = I$,所以$A^{-1} = A^T$。因为$A^T$是正交矩阵,所以$A^{-1}$也是正交矩阵。所以选项B正确。
步骤 4:正交矩阵的行列式
正交矩阵的行列式等于1或-1。这是因为行列式$|A|$满足$|A|^2 = |A^TA| = |I| = 1$,所以$|A| = \pm 1$。所以选项C错误。
步骤 5:两个正交矩阵的乘积
如果A和B都是正交矩阵,则$(AB)^T(AB) = B^TA^TAB = B^TB = I$,所以AB也是正交矩阵。所以选项D正确。