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行列式が1とはどういう意味ですか?

Akira_Ojiの回答

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  • Akira_Oji
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回答No.4

私としての簡単な理解は、行列は一次変換の係数を表しています。 2次元の座標で考えますと、x-方向とy-方向の基底単位ベクトルe1=(10)とe2=(01)は2x1の列ベクトルで表されますが、これらの代わりにそれらの一次結合を任意の2つの「新しい基底ベクトル」にできます。 例えば、それぞれをθだけ回転したものを新しい基底ベクトルにした場合はe1=(10)はe1・Cosθ+e2・Sinθ)=(Cosθ Sinθ)、e2=(01)は-e1・Sinθ+e2・Cosθ=(-Sinθ Cosθ)になります。[ただしこれらは2x1の列ベクトルです。] するとこれらのベクトル間の変換を表す行列は Cosθ -Sinθ Sinθ  Cosθ で 列ベクトル 1 0 あるいは 0 1 に掛けたものです。 最初の2つの基底ベクトルが作る正方形の面積は1ですが、新しい2つの基底ベクトルが作る正方形の面積も1になっています。すなわち基底ベクトルの作る面積が変わりません。このときは行列 Cosθ -Sinθ Sinθ  Cosθ の行列式は「1」です。これは基底のつくる「平行四辺形」の面積の「倍率」が「1」です。 試しに 2 0 0 2 の行列で基底ベクトルを変換してみると、面積は「4倍」になっていますが、行列式も「4」になります。 次に、 1 1 0 1 で変換すると、(10)->(10)ですが(01)は(11)になりそれらの作る「平行四辺形」は面積が「1」で変わりませんが、行列式も「1」です。 SOというのは「直交座標系」を同じ大きさの「直交座標系」に変換する3x3などの行列ですがそれらの行列式は1になっています。3次元の場合は変換後の体積の倍率になっています。 行列 1 0 0 2 などでの変換後の2つの基底がどうなるか、ご自分でいろいろやってみてください。

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