反对称矩阵的基本性质

如题所述

向量的叉乘以反对称矩阵形式表示,揭示了其运算的数学规律。具体而言,三阶反对称矩阵展现出以下性质:

对于向量的叉乘,有以下基本性质:

1. 叉乘顺序互换,叉乘结果大小不变,方向相反。

2. 向量与自己叉乘等于零向量。

3. 向量叉乘的结果垂直于叉乘的两个向量。

这些性质通过叉乘公式得以明确体现:

[公式]

对于三维向量的叉乘,还存在混合积公式和向量三重积,表示为:

[公式]

其中,[公式] 表示标量三重积。

性质6揭示了向量三重积的矩阵形式:

[公式]

通过性质6,可以导出二次幂公式:

[公式][公式]

性质7进一步扩展到三次幂公式和特征值概念,即在性质7基础上两边左乘[公式] 可以得到零化多项式:

[公式]

由此得出[公式] 的特征值为 [公式]、[公式],特征值0对应于一个特征向量[公式]。

当[公式] 不为零向量时,得到的性质表明存在一个一维零空间,[公式] 是其中的一个解。

旋转矩阵的伴随性质指出,若[公式] 为旋转矩阵,则有:

[公式]

三阶反对称矩阵可通过以下形式分解:

[公式]

其中,[公式] 为反对称矩阵,[公式] 为常数,[公式] 为正交矩阵,[公式]
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