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置換矩陣
鎖定
設P 是一個 m×n 的 (0,1) 矩陣,如果 m≤n且 PP′=E,則稱 P為一個 m×n的置換矩陣。其中P′是P的轉置矩陣,E是m階單位方陣。
- 中文名
- 置換矩陣
- 外文名
- permutation matrix
- 條 件
- m×n 的矩陣如 m≤n且 PP′=E
- P′是
- P的轉置矩陣
- E 是
- m階單位方陣
- 類 別
- 數學術語
置換矩陣判定定理
定理 1 當 m≦n時,一個 m×n 的(0,1) 矩陣P為置換矩陣的充要條件是P的每一行恰有一個 1,每一列恰有一個 1。
置換矩陣在數學中的矩陣論裏,置換矩陣是一種係數只由0和1組成的方塊矩陣。置換矩陣的每一行和每一列都恰好有一個1,其餘的係數都是0。在線性代數中,每個n階的置換矩陣都代表了一個對n個元素(n維空間的基)的置換。當一個矩陣乘上一個置換矩陣時,所得到的是原來矩陣的橫行(置換矩陣在左)或縱列(置換矩陣在右)經過置換後得到的矩陣。
[1]
置換矩陣嚴格定義
每個n元置換都對應着唯一的一個置換矩陣。設π 為一個n元置換:
由於單位矩陣是
置換矩陣性質
對兩個n元置換π 和 σ的置換矩陣Pπ 和Pσ,有
一個置換矩陣Pπ 必然是正交矩陣(即滿足
並且它的逆也是置換矩陣:
用置換矩陣Pπ右乘一個列向量 g所得到的是 g 的係數經過置換後的向量:
用置換矩陣Pπ左乘一個行向量 h 所得到的是 h 的係數經過置換後的向量:
置換矩陣置換矩陣與置換
設Sn是n次對稱羣,由於n置換一共有n! 個,n階的置換矩陣也有n! 個。這n! 個置換矩陣構成一個關於矩陣乘法的羣。這個羣的單位元就是單位矩陣。設A是所有n階的置換矩陣的集合。映射Sn → A ? GL(n, Z2)是一個羣的忠實表示。
對一個置換σ,其對應的置換矩陣Pσ是將單位矩陣的橫行進行 σ 置換,或者將單位矩陣的橫行進行 σ 置換得到的矩陣。
置換矩陣例子
對應於置換π = (1 4 2 5 3)的置換矩陣Pπ 是
置換矩陣推廣
置換矩陣概念的一個推廣是將方陣的情況推廣到一般矩陣的情況:
置換矩陣概念的另一個推廣是將每行的1變為一個非零的實數:
- 參考資料
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- 1. 謝紅梅. 置換矩陣的2種等價類[J]. 石河子大學學報(自然科學版),1998,(04):83-85. [2017-08-26]. DOI:10.13880/j.cnki.65-1174/n.1998.04.012
- 2. Joseph, Najnudel; Ashkan, Nikeghbali (2010), The Distribution of Eigenvalues of Randomized Permutation Matrices
- 3. 羅漢,鄧遠北. 廣義置換矩陣的性質[J]. 湖南大學學報,1991,(01):94-97. [2017-08-26].
- 4. Brualdi, Richard A. (2006). Combinatorial matrix classes. Encyclopedia of Mathematics and Its Applications. 108. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-86565-4. Zbl 1106.05001.
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