高等代數中一些矩陣與矩陣的乘法可以構成哪些代數結構?

時間 2021-06-09 03:08:51

1樓:劉醉白

只從高等代數和抽象代數的角度做一些總結,不涉及群表示,如果有錯誤請指正。分別考慮 維矩陣環的加法和乘法。下面的陳述省略了維數,預設 維,逆矩陣是一般定義的關於乘法的逆矩陣,關於加法的逆矩陣會特別強調。

①對稱矩陣,對稱矩陣的和是對稱矩陣,加法滿足結合律和交換律,零矩陣是對稱矩陣,對稱矩陣關於零矩陣的逆是對稱矩陣,所以對稱矩陣關於加法是乙個交換群

對稱矩陣的乘積不一定是對稱矩陣,乘法滿足結合律,單位矩陣是對稱矩陣,可逆對稱矩陣的逆矩陣是對稱矩陣。

考慮實對稱矩陣中的正定矩陣,正定矩陣的和是正定矩陣,和滿足結合律和交換律,但是零矩陣不是正定矩陣,負矩陣不是正定矩陣,是關於加法的交換半群

正定矩陣的乘積不一定是正定矩陣。單位矩陣是正定矩陣,正定矩陣的逆也是正定矩陣。

考慮實對稱矩陣中的半正定矩陣,半正定矩陣的和是半正定矩陣,和滿足結合律和交換律,零矩陣是半正定矩陣,關於零矩陣的逆矩陣不是半正定矩陣,是關於加法的交換含么半群

②正交矩陣,正交矩陣的和不是正交矩陣。正交矩陣的乘積是正交矩陣,乘法滿足結合律不滿足交換律,單位矩陣是正交矩陣,正交矩陣的逆是正交矩陣,正交矩陣關於乘法構成乙個非交換群

我們知道可逆矩陣是矩陣環中乘法的單位群,非交換,被稱為一般線性群 ,正交矩陣群是一般線性群的子群。

一般線性群中的矩陣 取行列式 ,是 非零實數乘法群 的同態,同態核 ,是一般線性群GL的正規子群,稱為特殊線性群SL。

,也就是所有對應旋轉的正交矩陣,根據子群的交集是子群,得到所有旋轉矩陣構成乙個群:特殊正交群,是,的子群

比較經典的是 ,其結構可與正多面體相關聯。有關有限子群與正多面體關係可以參考2023年這篇文章

「如果把空間運動群的有限子群找出來,人們就對正多面體得到完全的分類,從這裡我們感到群論的力量」-劉紹學《近世代數基礎》。這裡空間運動群指的平移,旋轉和鏡面對稱構成的群。

③對角矩陣。很容易得出對角矩陣構成乙個含么非交換環,是矩陣環的子環。

待更新…

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