一矩陣

在數學中,一矩陣又稱為全一矩陣,是指所有元素皆為1的矩陣,通常以符號J來表示,並以下標符號表示矩陣的維度,例如:
:J_2 = \begin{pmatrix}
1 & 1 \\
1 & 1
\end{pmatrix};\quad
J_3 = \begin{pmatrix}
1 & 1 & 1 \\
1 & 1 & 1 \\
1 & 1 & 1
\end{pmatrix};\quad
J_{2,5} = \begin{pmatrix}
1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\
1 & 1 & 1 & 1 & 1
\end{pmatrix};\quad
J_{1,2} = \begin{pmatrix}
1 & 1
\end{pmatrix}.\quad
部分文獻將之稱為單元矩陣單位矩陣(英語:,兩者是不同的矩陣。

類似地,一向量全一向量是指只所有元素皆為1的向量,可以視為有一行或只有一列的全一矩陣,其也不應與單位向量混淆。

特別地,1\times 1的全一矩陣與單位矩陣是等價的,即I_1=J_1=\begin{bmatrix} 1 \end{bmatrix}。對於所有維度大於或等於2的全一矩陣,若其為方陣,則其行列式為0。
*若n\geq 2,J_n的行列式為\det J_n=0。對於小於2的情況,行列式為1,即\det J_1=\det \begin{bmatrix} 1 \end{bmatrix}=1。(若也將n=0考慮進來,則若將空矩陣也視為一種全一矩陣,則其行列式也為1)
*全一矩陣J_n的特徵多項式為(x - n)x^{n-1}
*全一矩陣J_n的極小多項式為(x - n)x
*全一矩陣J_n的秩為1、特徵值為n(代數重数為1)和0(代數重数為n-1)

  • J^k = n^{k-1} J,其中k = 1,2,\ldots .

*全一矩陣J是阿達瑪乘積的單位元
當全一矩陣J在實矩陣運算時,以下附加性質成立:
*全一矩陣J為半正定矩阵
*\frac{1}{n}J_n為

參見
*零矩陣
*矩陣單元

參考文獻

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