一矩阵

数学中,一矩阵又称为全一矩阵,是指所有元素皆为1的矩阵[1],通常以符号来表示,并以下标符号表示矩阵的维度[2],例如:

部分文献将之称为单元矩阵单位矩阵(英语:[3][2])。但「单位矩阵」一词更常代表主对角线为一、其余为零的单位矩阵[3][4]:71,两者是不同的矩阵。

类似地,一矢量全一矢量是指只所有元素皆为1的矢量,可以视为有一行或只有一列的全一矩阵,其也不应与单位矢量混淆。

特别地,全一矩阵单位矩阵是等价的,即。对于所有维度大于或等于2的全一矩阵,若其为方阵,则其行列式为0。[2]

性质

所有的的全一方阵(为方阵的全一矩阵)有以下性质:

  • [5]
  • 行列式。对于小于2的情况,行列式为1,即。(若也将考虑进来,则若将空矩阵也视为一种全一矩阵,则其行列式也为1[6]
  • 全一矩阵特征多项式
  • 全一矩阵极小多项式
  • 全一矩阵为1、特征值(代数重数为1)和0(代数重数[7]
  • ,其中[8]
  • 全一矩阵阿达玛乘积单比特[9]

当全一矩阵矩阵运算时,以下附加性质成立:

  • 全一矩阵半正定矩阵
  • 幂等矩阵[8]
  • 全一矩阵矩阵指数

应用

全一矩阵可以应用于数学领域中的组合学,特别是在涉及代数方法的图论中。举例来说,如果个顶点无向图的邻接矩阵,且是与相同维度的全一矩阵,则若时,正则图,反之亦然。[10]

参见

参考文献

  1. Horn, Roger A.; Johnson, Charles R., , , Cambridge University Press: 8, 2012 [2022-04-24], ISBN 9780521839402, (原始内容存档于2022-04-24).
  2. Weisstein, Eric W. (编). . at MathWorld--A Wolfram Web Resource. Wolfram Research, Inc. (英语).
  3. 简秋记. . 力学名词辞典, 国家教育研究院. 2002年12月 [2022-04-24]. (原始内容存档于2021-01-19).
  4. Akivis, M. A. and Goldberg, V. V., , New York: Dover, 1972
  5. Stanley, Richard P., , Springer, Lemma 1.4, p. 4, 2013 [2022-04-24], ISBN 9781461469988, (原始内容存档于2022-05-01).
  6. Faliva, Mario; Zoia, Maria Grazia, 2nd, Berlin, DE; New York, NY: Springer-Verlag: 218, 2008, ISBN 9783540859956
  7. Stanley (2013); Horn & Johnson (2012), p. 65 页面存档备份,存于.
  8. Timm, Neil H., , Springer texts in statistics, Springer: 30, 2002 [2022-04-24], ISBN 9780387227719, (原始内容存档于2022-04-24).
  9. Smith, Jonathan D. H., , CRC Press: 77, 2011 [2022-04-24], ISBN 9781420063721, (原始内容存档于2022-04-24).
  10. Godsil, Chris, , CRC Press, Lemma 4.1, p. 25, 1993 [2022-04-24], ISBN 9780412041310, (原始内容存档于2022-04-24).
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