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正交矩阵的行列式为什么是1或负1

正交矩阵的行列式为什么是1或负1

正交矩阵行列式等于1或-1的原因可以总结如下:

1. 单位长度保持性 :正交矩阵的列(或行)向量都是单位向量,即每个向量的模长(长度)为1。

2. 夹角保持性 :正交矩阵代表的线性变换不会改变向量之间的夹角。

3. 行列式性质 :由于正交矩阵的转置等于其逆矩阵(即$A^T = A^{-1}$),取行列式有$|A||A^T| = |A|^2 = 1$。

4. 行列式值 :由于行列式的绝对值为1,所以正交矩阵的行列式只能是1或-1。

5. 特殊情况 :如果正交矩阵代表的是旋转变换(不涉及反射),则行列式为1;如果包含反射(即行列式为-1),则行列式为-1。

这些性质使得正交矩阵在数学和物理中有广泛的应用,例如在描述旋转、反射等几何变换时。

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