IdentityMatrix

IdentityMatrix[n]

nn の恒等行列を与える.

IdentityMatrix[{m,n}]

mn の恒等行列 を与える.

詳細とオプション

  • 恒等行列は,正方行列の乗算の単位元である.
  • 恒等行列 の成分は I〚i,j〛=TemplateBox[{{i, ,, j}}, KroneckerDeltaSeq]で与えられる.つまり,対角成分が1でそれ以外は0ということである.
  • nn 恒等行列 は,任意の nn 行列 m について,関係 m.=.m=m を満足する.
  • nn 等行列は,対称,正定値,ユニタリ行列であり,mn 恒等行列はユニタリ行列である.
  • IdentityMatrixは,デフォルトで,厳密な整数を含む行列を作る.
  • IdentityMatrix[,SparseArray]は,恒等行列をSparseArrayオブジェクトとして与える.
  • 次は,使用可能なオプションである.
  • TargetStructure Automatic返される行列の構造
    WorkingPrecision Infinity成分を作成する際の精度
  • 次は,TargetStructureの可能な設定である.
  • Automatic返す際の表現を自動選択する
    "Dense"行列を密な行列として表す
    "Hermitian"行列をエルミート(Hermite)行列として表す
    "Orthogonal"行列を直交行列として表す
    "Sparse"行列を疎な行列として表す
    "Structured"行列を構造化配列として表す
    "Symmetric"行列を対称行列として表す
    "Unitary"行列をユニタリ行列として表す
  • TargetStructureAutomaticの設定では,行列の成分数が設定された閾値未満の場合は密な行列が返され,それ以外の場合は構造化配列が返される.
  • 恒等行列は,構造化配列として返される場合は,効率的な格納とDetDotInverseLinearSolve等のより効率的な操作を可能にする.
  • 次は,IdentityMatrixで加速される操作である.
  • Det時間
    Dot時間
    Inverse時間
    LinearSolve時間
  • 構造化されたIdentityMatrix id は,次の特性"prop"id["prop"]でアクセスできる.
  • "WorkingPrecision"内部精度
    "Properties"サポートされる特性のリスト
    "Structure"構造化配列の型
    "StructuredData"構造化配列で保存されている内部データ
    "StructuredAlgorithms"構造化配列に対して特別なメソッドを持つ関数のリスト
    "Summary"Datasetとして表される要約情報
  • Normal[IdentityMatrix[]]は恒等行列を通常の行列として与える.

例題

すべて開くすべて閉じる

  (2)

3×3の恒等行列を構築する:

行列を可視化する:

2×3の恒等行列を構築する:

スコープ  (6)

正方恒等行列:

矩形恒等行列:

恒等行列の階数を計算する:

オプション設定TargetStructure"Sparse"を使って疎な恒等行列を構築する:

大きい行列の場合,疎な表現を使うとメモリが大幅に節約できる:

オプション設定TargetStructure"Structured"を使って構造化恒等行列を生成する:

この表現と計算は,構造化配列については効率的である:

通常の表現を使うと行列が大幅に大きくなり,計算も遅くなる:

逆行列の構築には大量のストレージが必要になる:

IdentityMatrixオブジェクトは配列についての情報を与える特性がある:

"WorkingPrecision"は行列成分の精度を与える:

"Summary"特性は配列についての情報の簡単な要約を与える:

"StructuredAlgorithms"特性は構造化アルゴリズムを持つ関数のリストを与える:

オプション  (7)

TargetStructure  (5)

恒等行列を密な行列として返す:

恒等行列を構造化配列として返す:

恒等行列を疎な配列として返す:

TargetStructureAutomaticの設定のときは,小さい次元については密な行列が返される:

次元が大きくなると,構造化表現が返される:

密な表現は,大きいリストの場合はメモリを大量に消費する:

疎な表現の方が一般に使用メモリは少ない:

構造化表現では使用メモリがさらに少なくなる:

WorkingPrecision  (2)

機械精度の恒等行列を作る:

恒等行列を24桁精度の1で構築する:

アプリケーション  (3)

IdentityMatrixを使って標準基底をTemplateBox[{}, Reals]^n上にすばやく定義する:

変数 , , が標準基底の変数として使えるようになった:

IdentityMatrixを使って固有多項式を計算する:

CharacteristicPolynomialを使って直接計算したものと比較する:

行列 m を恒等行列と組み合せて拡大行列を作る:

拡大行列の行を削減するとInverse[m]で拡大された恒等行列が与えられる:

r の右半分が真にInverse[m]であることを確認する:

特性と関係  (15)

正方恒等行列の行列式は常に1である:

nm 行列 についてTr[]==Min[n,m]

正方恒等行列はそれ自身の逆行列であり,それ自身の転置でもある:

恒等行列のスカラー倍は対角行列である:

恒等行列の , 番目の項目はKroneckerDelta[i,j]で与えられる:

IdentityMatrix[n] 番目の行または列はUnitVector[n,i]である:

IdentityMatrix[{n,m}]については,iMin[n,m]のとき行はUnitVector[m,i]である:

IdentityMatrixは構造化DiagonalMatrixに変換できる:

一般的な対角行列にDiagonalMatrixを使う:

可逆な n×n 行列 m については,Inverse[m].m==m.Inverse[m]==IdentityMatrix[n]である:

n×m 行列 a については,a.PseudoInverse[a]==IdentityMatrix[n]である:

恒等行列の擬似逆行列はその転置である:

非特異 n×n 行列 m については,MatrixPower[m,0]==IdentityMatrix[n]である:

行列と恒等行列のKroneckerProductはブロック対角行列である:

WorkingPrecisionオプションは行列を作り次にNを適用するのと等しい:

IdentityMatrix が正方行列なら,PermutationMatrixに変換できる:

恒等置換の巡回表現を得る:

Wolfram Research (1988), IdentityMatrix, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html (2024年に更新).

テキスト

Wolfram Research (1988), IdentityMatrix, Wolfram言語関数, https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html (2024年に更新).

CMS

Wolfram Language. 1988. "IdentityMatrix." Wolfram Language & System Documentation Center. Wolfram Research. Last Modified 2024. https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html.

APA

Wolfram Language. (1988). IdentityMatrix. Wolfram Language & System Documentation Center. Retrieved from https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html

BibTeX

@misc{reference.wolfram_2024_identitymatrix, author="Wolfram Research", title="{IdentityMatrix}", year="2024", howpublished="\url{https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html}", note=[Accessed: 17-November-2024 ]}

BibLaTeX

@online{reference.wolfram_2024_identitymatrix, organization={Wolfram Research}, title={IdentityMatrix}, year={2024}, url={https://reference.wolfram.com/language/ref/IdentityMatrix.html}, note=[Accessed: 17-November-2024 ]}