• ベストアンサー

「行列Aの固有値=1」⇒「Aは回転変換を示す行列」?

以前こちらでお世話になりましたaonegiです。 先日タイトルどおりの質問をさせていただき回答をいただいたのですが、よく吟味すると真に知りたいことが求められなかったのでまた新たに質問を出させていただきました。(前回の内容⇒http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1733069) 早速質問に入らせていただきます。 問題なのは行列Aの固有値をλとした時、|λE-A|=0を計算して固有多項式が求まるハズなんですが、そこで固有多項式の解がλ=1の場合、行列Aが回転を示す行列らしいのですが、何故そう言えるのか分かりません。 申し訳ありませんが再度御教授願います。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nakaizu
  • ベストアンサー率48% (203/415)
回答No.1

はっきり言えば、間違っています。 回転を表す行列以外で固有値が1の行列はたくさんあります。 また、回転を表す行列の固有値の絶対値は1ですが、固有値そのものは1ではないことがほとんどです。 二次元では恒等変換以外の回転変換の固有値は1ではありません。 三次元では回転軸方向の固有ベクトルに対する固有値は1なので固有値1を確かに持っています。(1以外の固有値も持っているが) 一般的に対角線に1を並べてそれより下側はすべて0、上側には好きな数字を入れると固有値1の行列ができます。しかしながら、特殊な場合以外は回転行列になりません。 何かを勘違いされていると思います。

aonegi
質問者

お礼

そうですか。 申し訳ありませんでした。

その他の回答 (1)

  • pyon1956
  • ベストアンサー率35% (484/1350)
回答No.2

行列の固有値=1ではなく、正方行列が直交行列でかつ「行列式が1」のものが回転変換を表す行列です。

aonegi
質問者

お礼

アドバイスありがとうございます。

関連するQ&A

  • 行列固有値問題

    Aは、3×3行列で、3つの固有値のうち2つが同じ(1組が重解)で、もう一つが異なる解、つまり固有値λ1、λ2、λ3で λ1=λ2 λ3≠λ1 の場合、 Aが対称行列ではないもの具体例を示して下さい。また、その具体例の行列を対角化する行列Pも示して下さい。 この時、求める最小多項式は重解はないものとします。 つまり、(A-λ1E)(A-λ3E)=0 をみたし、 対角化した行列は、λ1=λ2、λ1≠λ3で [λ1 0 0] [0 λ2 0] [0 0 λ3] になります。 このようなAでなおかつ対称行列でないものをあげて欲しいのですが、存在しますか? 対称行列だったら、いくつか列があったのですが、そうでない具体例が知りたいのです。

  • 「行列Aの固有値=1」⇒「Aは回転変換を示す行列」?

    こんばんは。初めて利用させていただきますaonegiと申します。宜しくお願いします。 早速なんですが、今タイトルどおりの問題で困ってます。 「『行列Aの固有値=1』⇒『Aは回転変換を示す行列』」 これを証明したいんですが、どう証明すればいいのか分かりません。 空間(3次元)の場合で説明していただけたら嬉しいです。宜しくお願いします。 (余談)上記条件下において、vが任意の軸上のベクトルならAv=vが成り立つことも知りたいです。

  • 回転行列の固有ベクトルは?

    1.回転行列の固有ベクトルを計算したら、 (1、-i)になってしまいました。(固有値は exp(-iθ)) これって、あってますか? (ノルムが0というのは、おかしいのでは?) 2.回転行列Aに対応するユニタリ行列の求め方がわかりません。 恐縮ですが、計算の方法をお教え下さい。 q’=UqU†=Aq と置くのはいいでしょうか?

  • 行列のベキ乗(固有値が虚数の時)

    先に、 http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1137580 で質問させていただいた者です。 2x2の行列で、固有値が実数のときには、ジョルダン化を用いてベキ乗の計算ができるようになりました。 が、固有値が虚数のときにも同様の方法で解けるのでしょうか? 実部と虚部に分けて計算したり、虚数平面を用いたりすることで計算できるのでしょうか?

  • 行列の固有値問題

    以下の証明はどのように行えばいいのでしょうか。 n次多項式f(s)=a(n)s^n + a(n-1)s^(n-1) + ・・・・ +a(1)s + a(0)とする。 行列A(n×nの正方行列)の固有値がλ1、λ2、・・・、λnであるとき、行列多項式f(A)の固有値はf(λ1)、f(λ2)、・・・、f(λn)であることを、任意のn次正方行列は適当な正則行列QによってQ^(-1)AQが下三角行列になるようにできることと、下三角行列の固有値は対角成分になることを用いて示せ。 という問題です。分かりにくくてすいません。 行列多項式というものが初めて目にする言葉ですし、方針が立ちません。 よろしくお願いします。

  • 行列A

    行列A -1 0 1 8 3 -5 -4 0 3 において 各固有値λ_iの標数k_iと最小多項式φ(λ)を求めよ。 この問題がわかりません。 どなたかわかる方いましたらお願いします。 各固有値までは出せたのですが、その後がわかりません。 (固有値は3と1です)

  • 3×3行列の固有値と固有ベクトル

    以下の行列Aの固有ベクトルを求めようとしているのですが,解を見つけられないでいます. 2 1 0 1 2 0 0 0 -2 計算を進めた結果,固有値λは3,1,-2となり,λ=3,1に対応する固有ベクトルはそれぞれ[1,1,0]t,[1,-1,0]tとなったのですが,λ=-2の場合で求めた固有ベクトル[1,1,k]t(kは任意の実数)がAx=λxに対応しない値になってしまいます.私の計算に何か問題があるのでしょうか? また,行列Aは対称行列なのでそれぞれの固有ベクトルの内積は0になると思うのですが,固有ベクトルの値が得られないことと何か関係があるのでしょうか? 回答よろしくお願いします.

  • 5次の行列式の解き方(固有多項式)

    5次の行列式の解き方を教えてください。4次の解き方は過去の質問を見て理解できたのですが、5次については探してみたところのっていなかったので・・・。 行列Aを 0,0,0,0,1 0,0,0,1,0 0,0,1,0,0 0,1,0,0,0 1,0,0,0,0 とし、この固有多項式を求めると |xE-A|は x,0,0,0,-1 0,x,0,-1,0 0,0,x-1,0,0 0,-1,0,x,0 -1,0,0,0,x となり、これを解くと (x-1)x^4 - 2(x-1)x^2 + (x-1) = (x-1)^3 * (x+1)^2 となるようなのですが、どうしたらこうなるのかわかりません。 計算過程ものせてもらえると助かります。よろしくおねがいします。

  • 行列の固有ベクトルについて

    行列A = (2 1 1 ) の固有値を求めたらλ=3(三重解)になりました。       (0 3 0 )       (-1 1 4) この行列の独立な固有ベクトルとしてp1=(1 0 1) 及びp2=(1 1 0)をとりました。 更に行列Aをジョルダン標準形にするために p3=(0 1 0)をとって、変換行列 P = (p1 p2 p3)と その逆行列によって行列Aを変換したのですが、ジョルダン標準形になりませんでした。 ところが試しにp2 = (0 1 -1)としてみたところ、ジョルダン標準形に変換できました。 p2=(1 1 0) とすることと p2 = (0 1 -1) とすることの差はなんなのでしょうか。 どちらも独立な固有ベクトルのように思うのですが・・・

  • 行列の積の固有値

    「nxn正則行列A,B,X=ABに関して,AとBの固有値と固有ベクトルが分かっているときに,Xの固有値と固有ベクトルを求めよ.」 という問題が解けません.どなたかお分かりになる方いらっしゃいますでしょうか? 補足 難しさは変わらないと思うのですが,Aは上三角行列,Bは下三角行列,X,A,Bは確率行列(全ての行を足すと(1,1,...,1)となる)という条件がありました. ですので,X,A,Bはそれぞれ固有値1を持つというのは分かります.この条件を使わないほうがいいのですが,使った場合でもありがたいです. なお,反復法などを用いて数値計算的に解きたいのではなくて,解析的にビシッと解きたいので,よろしくお願いします. ヤフー知恵袋のほうでも質問させていただいたのですが,有効な解が得られれませんでした. 教科書や,問題集の練習問題などではなく私が個人的に解きたい問題です.