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初中数学:类比成复数的伴随T,不可交换

其实类比复数是一个更直观的想法。 你不妨看看课本上的7D。 我们将复数之间的乘法理解为:模块长度的乘法和参数的加法。 即视为复平面上的变化(将复数写为 z=\rho e^{i\theta},\rho 为非负实数,\theta\in[0,2\ pi],你可以找出为什么可以这么说)对比课本7D中的极坐标分解中的T=S\sqrt{T^*T},我们可以将S对应到e^{i\theta}。 如果你看课本的9B,你会发现其实一个是分别在一组基数中对向量进行旋转;

\rho 和 \sqrt{T^*T} 彼此对应。 \sqrt{T^*T} 实际上是一个。 根据实数谱定理,该算子可以看作是分别对由特征向量组成的一组基进行扩展和收缩。 变换,所以矩阵实际上将情况从二维复平面提升到了更高维的情况。 如果对算子T的伴随T^*进行极坐标分解,可以得到T^*=(\sqrt{T^*T})^*S^*=\sqrt{T^*T}S^*;

对于复数 z=\rho e^{i\theta},我们得到 \bar{z}=\rho e^{-i\theta},这意味着 \rho 保持不变(对应的 \sqrt{T^ * T} 没有变,虽然顺序变了,考虑到复数乘法是可交换的,而矩阵乘法是不可交换的,我们不妨从几何的角度来思考,缩放再旋转和旋转再缩放本质上就是同样的,根据课本定理9.34,我们将一个普通算子的函数分解为几个子空间的旋转和展开,我们可以知道,普通算子及其伴随物是可交换的(矩阵乘法),但普通算子不是,因为有一种情况:旋转和膨胀的子空间不是同一个子空间(就像扭转魔方一样,如果改变操作顺序,魔方就会不同),改变的是e^{i\theta }(对应极分解得到的S)。 从这个角度我们可以发现共轭与共轭之间的关系。 如果是自伴矩阵,则表示S=S^*,对应e^{i\theta}=e^{-i\theta},这说明e^{i\theta}是实数数,对应复数 z=\rho e^{i\theta} 是实数。 其实还有一个很有趣的命题,大家不妨在这里思考一下:

彻底理解这个命题还可以引出方程,这是复分析中最重要的概念之一。

这个过程可能用符号不太好,但是大体意思是这样的……你可以看一下《普林斯顿数学指南》第一卷中文译本《视觉复数分析》第36页

如果我们从奇异值分解的角度来看,奇异值分解的本质就是找到一组正则正交基来分解向量,然后对奇异值进行膨胀和收缩倍数,最后找到一组正则正交基根据相应的组件进行组合的基础。 参考课本7D的第17题,我们可以发现这个有趣的过程:有两组规范正交基e_1,\dots,e_n和f_1,\dots,f_n,一组用于“分解”向量,另一组用于“分解”向量。用起来“汇编”就像一本密码本,一本用于解码,一本用于编码。 随之而来的步骤是交换这两组向量的“职责”。 自伴随算子的意思是两组向量是相同的(编码和解码是一个人完成的,所以叫自伴,哈哈)

PS:考试结束了……