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單位矩陣是什麼

一箇n×n的方陣

單位矩陣線性代數中的一箇重要概念。它指的是一箇n×n的方陣,其特點是主對角線上的元素均爲1,而其餘元素全爲0。這裏的主對角線是從矩陣的左上角到右下角的對角線。單位矩陣通常用大寫字母I表示,並且根據矩陣的階數,可以表示爲In,其中n是矩陣的階數。例如,I1=,I2=[1 0; 0 1],以此類推。

單位矩陣在矩陣運算中起着特殊的作用,類似於數的乘法中的1。任何矩陣與單位矩陣相乘都等於本身,這是單位矩陣的一箇重要性質。因此,單位矩陣在矩陣理論和實際應用中都具有重要意義。

需要注意的是,雖然單位矩陣通常指的是方陣,但在某些情況下,也可以將非方陣的矩陣視爲單位矩陣的推廣。例如,在矩陣的廣義逆等概念中,會涉及到非方陣的單位矩陣。然而,在大多數情況下,單位矩陣還是指方陣的情況。

此外,單位矩陣在向量空間中也扮演着重要的角色。它可以用來表示向量空間中的基底,以及線性變換下的座標變換。因此,對於理解和研究線性代數中的許多概念和問題,單位矩陣都是一箇重要的工具和基礎。