ConjugateTranspose

ConjugateTranspose[m]

,给出 的共轭转置.

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范例

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基本范例  (2)

复数值矩阵的共轭转置:

使用 ct 输入:

范围  (12)

矩阵  (7)

以网格形式输入矩阵:

共轭转置矩阵并格式化结果:

将行矩阵共轭并转置为列矩阵:

格式化输入和输出:

将列矩阵共轭并转置回行矩阵:

ConjugateTranspose[vec] 对项进行共轭,但不会改变 vec 的形状:

ConjugateTranspose 适用于符号矩阵:

使用 ComplexExpand 假设所有变量都是实数:

ConjugateTranspose 保持单位矩阵不变:

s 为稀疏矩阵:

共轭转置也是稀疏的:

转置一个 SymmetrizedArray 对象:

由于矩阵是反厄密矩阵,因此结果是原矩阵的否定:

TraditionalForm 中格式化一个符号共轭转置:

数组  (5)

对秩为 3 的数组的前两层进行共轭转置,有效地将其视为向量矩阵:

使用不同的排列转置深度为 3 的数组:

使用 TwoWayRule 表示法进行转置:

转置深度为 4 的数组的第 2 层和第 3 层:

第二维和第三维已经互换:

通过转置两个相同的层级来获得共轭前导对角线:

应用  (10)

矩阵分解  (4)

是随机复数矩阵:

查找 QRDecomposition

是单式的,则其反数是

在分解中重构

计算矩阵 SchurDecomposition

矩阵 为酉矩阵,所以其逆矩阵为 TemplateBox[{q}, ConjugateTranspose]

从分解中重构

计算矩阵 SingularValueDecomposition

矩阵 是酉矩阵,所以其逆矩阵为其共轭转置:

从分解中重构

构造 的奇异值分解,一个随机 复矩阵:

首先计算 TemplateBox[{a}, ConjugateTranspose].a 的特征系统:

奇异值是非零特征值的平方根:

矩阵是形状与 相同的奇异值的对角矩阵:

矩阵将特征向量作为其列:

对于每个非零特征值, 矩阵具有形式为 的列:

验证 为酉矩阵:

验证该分解:

特数矩阵  (6)

埃尔米特矩阵服从 s=TemplateBox[{s}, ConjugateTranspose],反埃尔米矩阵服从 a=-TemplateBox[{a}, ConjugateTranspose]. 该矩阵为埃尔米特矩阵:

使用 HermitianMatrixQ 进行验证:

该矩阵为反埃尔米特矩阵:

使用 AntihermitianMatrixQ 进行验证:

TemplateBox[{u}, Inverse]=TemplateBox[{u}, ConjugateTranspose] 时该矩阵为酉矩阵. 验证矩阵 是否为酉矩阵:

使用 UnitaryMatrixQ 验证酉矩阵:

埃尔米特矩阵可酉对角化为 h=u.d.TemplateBox[{u}, ConjugateTranspose],其中 为是对角实数矩阵, 为酉矩阵. 验证以下矩阵是埃尔米特矩阵,然后对其进行对角化:

要对角化,首先计算 的特征值并将它们放在对角矩阵中:

接下来,计算单位特征向量:

然后 可以像之前一样用 进行对角化,且 u=TemplateBox[{v}, Transpose]

反埃尔米特阵可酉对角化为 a=u.d.TemplateBox[{u}, ConjugateTranspose],其中 为对角矩阵且值为虚数, 为酉矩阵. 验证以下矩阵是反埃尔米矩阵,然后对其进行对角化:

要对角化,首先计算 的特征值并将它们放在对角矩阵中:

接下来,计算单位特征向量:

那么 可以像之前一样用 对角化,并且 u=TemplateBox[{v}, Transpose]

酉矩阵本身可酉对角化为 u=v.d.TemplateBox[{v}, ConjugateTranspose],其中 为酉矩阵且 为对角矩阵,其项位于单位圆上. 验证以下矩阵是酉矩阵,然后对其进行对角化:

计算特征系统:

特征值都在单位圆上:

将特征值放在对角矩阵中:

将特征向量正规化并将其放在列矩阵中:

然后 可被对角化为 u=v.d.TemplateBox[{v}, ConjugateTranspose]

如果 n.TemplateBox[{n}, ConjugateTranspose]=TemplateBox[{n}, ConjugateTranspose].n,则矩阵 被称为正规矩阵. 正规矩阵是最通用的一种矩阵,它可以被酉对角化为 ,其中 为对角矩阵,且 为酉矩阵. 所有埃尔米特矩阵 都是正规的,因为等式的两边都只是

类似地,所有反厄密矩阵都是正规的,因为等式的两边都是

酉矩阵是正规矩阵,因为在定义中代入 TemplateBox[{u}, ConjugateTranspose]=TemplateBox[{u}, Inverse] 会在等式两边给出单位矩阵:

证明下面的矩阵是正规矩阵,然后将其对角化:

使用 NormalMatrixQ 进行验证:

这样的正规矩阵可使用 Eigensystem 进行酉对角化:

对角矩阵上的项可以是任意复数:

正规化特征向量并将其放在列中会给出一个酉矩阵:

验证该对角化 n=u.d.TemplateBox[{u}, ConjugateTranspose]

属性和关系  (10)

ConjugateTranspose[m] 等价于 Conjugate[Transpose[m]]

ConjugateTranspose 服从 TemplateBox[{{(, TemplateBox[{A}, ConjugateTranspose, SyntaxForm -> SuperscriptBox], )}}, ConjugateTranspose]=A

对于兼容矩阵 ConjugateTranspose 服从 TemplateBox[{{(, {a, ., b}, )}}, ConjugateTranspose]=TemplateBox[{b}, ConjugateTranspose].TemplateBox[{a}, ConjugateTranspose]:

矩阵求逆与 ConjugateTranspose 互换,即 TemplateBox[{{(, TemplateBox[{a}, ConjugateTranspose], )}}, Inverse]=TemplateBox[{{(, TemplateBox[{a}, Inverse], )}}, ConjugateTranspose]

许多特殊矩阵根据其在 ConjugateTranspose 下的属性进行定义. 埃尔米特矩阵有 TemplateBox[{h}, ConjugateTranspose]=h

酉矩阵满足 TemplateBox[{o}, ConjugateTranspose]=TemplateBox[{o}, Inverse]

矩阵和其共轭转置的乘积是厄密共轭:

的乘积:

得出 是厄密共轭:

方形矩阵与其共轭转置之和是埃尔米特矩阵:

的矩阵和:

,因此 为埃尔米特矩阵:

差值为反埃尔米特矩阵:

{{}} 的转置返回 {}

结果不能再次为 {{}} ,因为维度 {1,0} 的排列是 {0,1} 且没有表达式有维度 {0,1}

ConjugateTranspose[a] 转置数组的前两层:

ConjugateTranspose[a,perm] 返回维数为 Permute[Dimensions[a],perm] 的数组:

Wolfram Research (2004),ConjugateTranspose,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ConjugateTranspose.html.

文本

Wolfram Research (2004),ConjugateTranspose,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ConjugateTranspose.html.

CMS

Wolfram 语言. 2004. "ConjugateTranspose." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/ConjugateTranspose.html.

APA

Wolfram 语言. (2004). ConjugateTranspose. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/ConjugateTranspose.html 年

BibTeX

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