為什麼 MATLAB 的共軛轉置符號比轉置符號更簡潔

時間 2021-05-29 23:11:46

1樓:fever wong

共軛轉置普遍適用,轉置只是其特殊情況。此外,在賦範線性空間中定義範數時,如果不用共軛轉置,很可能會把範數定義為複數,這顯然不符合範數的含義,所以統一都用共軛轉置。

2樓:qq qq

在物理,或者說量子力學裡,我個人的經驗是共軛轉置符號更常用。

舉個簡單例子:

a=rand(3);H=a+a';[V,D]=eig(H);

H是三能級系統的Hamiltonian,V(:,1),V(:,2),V(:,3)分別是對應本徵能量D(1,1),D(2,2),D(3,3)的本徵函式(矢)。

V'*H*V==D;V(:,1)'*H*V(:,1)==D(1,1);

本徵矢正交歸一,滿足V'*V==eye(3);

對於其他力學量算符O,其在能態n上的預期值是V(:,n)'*O*V(:,n)

H是能量算符。

3樓:淺斟低唱

酉空間中,我們定義的內積是:

其中各個符號的意義自明.這可以匯出內積對於作用在第乙個位置的常數的運算是

考慮其上的乙個線性變換 ,若 ,則稱 是 的厄密共軛變換,記為對於Matlab,即 中,乙個內積的實現是: ,對於 ,厄公尺共軛變換的乙個實現是 .

另外,matlab中向量的基本運算也是共軛轉置,因為,一般地,考慮一組基 ,對於給定度規矩陣 ,兩個向量的內積為

.究其源頭,還是酉空間的內積要保證正定性.

4樓:willyong

越常用的符號越簡潔。

這很符合符號表示的規則,就像任何語言常用的文字都是簡潔的,這就轉到另乙個問題,共軛轉置更加常用麼?

答案是肯定的

因為我們運算最基本的是「加、乘」,在數字訊號處理中也就是內積。而內積運算,就是乙個向量和另乙個向量的共軛轉置相乘。

肯定有人要問了,我們平時做運算沒有看到共軛啊,那是因為你經常做的是實數的內積,對於實數共軛轉置和轉置是相同的。而對於複數做內積,是必須要共軛轉置的。

看到沒,既然對於實數去共軛和不取共軛都一樣,而且複數內積是需要取共軛,那就很明顯了,乾脆直接用「共軛轉置」來統一

哈哈,有點驚訝吧,其實老師在跟大家講實數的內積時候所說的「轉置」,其實就是共軛轉置,只不過沒學複數之前是不會跟大家提的。而在Matlab中,為了簡潔表示,就直接用v',表示共軛轉置嘍。

5樓:

因為共軛轉置在物理上更「自然」。

因為共軛轉置在物理上更「自然」。

因為共軛轉置在物理上更「自然」。

怎麼解釋呢?

最典型的例子就是量子力學,量子力學裡,我們知道的位置、動量、能量等等力學量都用算符表示,而算符可以表示為矩陣,矩陣的特徵值,就代表了該力學量可以被測量到的值

這樣我們知道,如果乙個力學量算符矩陣的特徵值是複數或虛數,那麼它將不可能被測量到,所以乙個「真實」的物理量,它對應的算符矩陣的特徵值都應該是實數。

那麼現在問題來了:特徵值為實數的矩陣,需要滿足什麼樣的條件呢?

這樣的矩陣有很多,但量子力學中出現的算符矩陣,通常都有某種對稱性,也就是說它們和它們的轉置之間,會滿足某種確定的關係:

而特徵值為實數的這類矩陣,它們需要滿足的對稱關係就是:它們的共軛轉置等於它們本身

( ,滿足這樣性質的算符矩陣叫做厄公尺的(Hermitian))。

口說無憑,我們抓兩個矩陣來實際看看:

從矩陣的形態可以看出,矩陣A的共軛轉置等於它本身,而矩陣B的轉置等於它本身,看起來似乎B更「好看」一點。

然而,如果我們進一步計算它們的特徵值,我們會發現,矩陣A的特徵值為±1,都是實數;而矩陣B的特徵值為±i,都是虛數。如果A和B是兩個不同的物理量,那麼只有A具有可測量的實際意義,B只能是夢幻泡影。

所以通過這個例子我們可以看出,共軛轉置才是更「自然」的轉置

(當然,這裡只是乙個例子,關於厄公尺矩陣特徵值為實數的嚴格證明,可以參考江湖上流傳的各路量子力學教材)

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