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線型代数学(エルミート変換、ユリタリ変換について)

教科書(線型代数入門 齋藤正彦著)のとある問、 1.『エルミート変換の固有値は全て実数で、ユリタリ変換の固有値はすべて絶対値が1の複素数である』 2.『任意の線型変換Tに対し、T*Tは、半正値エルミート変換である』 ということはなんとなく感覚的には分かるし、どちらもなんとなくの自分で証明(高校でやるような幼稚っぽい感じの証明)もできたのですが、ちゃんとした論理立てた証明をつくれなくて困っています。 解説してくださる方よろしくお願いしますm(_ _)m

  • rousei
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質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nubou
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回答No.1

(1) H=H^*かつH・v=λ・vかつ|v|≠0⇒ v^*・H・v=λ・v^*・v⇒ (H・v)^*・v=λ・|v|^2⇒ (λ・v)^*・v=λ・|v|^2⇒ λ^*・v^*・v=λ・|v|^2⇒ λ^*・|v|^2=λ・|v|^2⇒ (λ^*-λ)・|v|^2=0⇒ λ^*=λ (2) U^*・U=EかつU・v=λ・vかつ|v|≠0⇒ |U・v|^2=|λ・v|^2⇒ (U・v)^*・(U・v)=|λ|^2・|v|^2⇒ v^*・U^*・U・v=|λ|^2・|v|^2⇒ v^*・E・v=|λ|^2・|v|^2⇒ v^*・v=|λ|^2・|v|^2⇒ |v|^2=|λ|^2・|v|^2⇒ (|λ|^2-1)・|v|^2=0⇒ |λ|=1 (3) T^*・T・v=λ・vかつ|v|≠0⇒ v^*・T^*・T・v=λ・v^*・v⇒ (T・v)^*・T・v=λ・|v|^2⇒ |T・v|^2=λ・|v|^2⇒ 0≦λ・|v|^2⇒ 0≦λ (T^*・T)^*=T^*・Tは明白

rousei
質問者

お礼

ありがとうございました^^とてもわかりやすいです! またよろしくおねがいします!

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