斜对称
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n维线性空间中的斜对称双线性函数
本节讨论数域 F 上的 n 维线性空间 V 的斜对称双线性函数。斜对称双线性函数满足以下性质:
对于任意向量 α ∈ V,f(α, α) = 0。
f(α, β) 在 V 的基下的方阵是斜对称的。
V 中向量关于 f(α, β) 的正交性是对称的。
斜对称双线性函数与斜对称方阵之间存在双射。
进一步,我们给出了斜对称双线性函数的准对角形形式,并证明了其秩与准对角形中非零块的数量之间的关系。
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自伴变换与斜自伴变换
自伴变换与斜自伴变换
除了正交变换,欧氏空间中还有两类重要的规范变换:自伴变换和斜自伴变换。
定义
设 A 是 n 维欧氏空间 V 的线性变换。
如果 A 与它的伴随变换 A∗ 相同,即 A = A∗,则 A 称为自伴变换。
如果 A 满足 A∗ = −A,则 A 称为斜自伴变换。
线性变换 A 是自伴变换的充分必要条件是:对任意 α,β ∈ V,均有 (A(α), β) = (α, A(β))。
线性变换 A 是斜自伴变换的充分必要条件是:对任意 α,β ∈ V,均有 (A(α), β) = −(α, A(β))。
自伴变换和斜自伴变换都是规范变换。当然,除了正交变换、自伴变换以及斜自伴变换外,还有其他的规范变换。
自伴变换
定理
n 维欧氏空间 V 的线性变换 A 是自伴变换的充分必要条件是:A 在 V 的标准正交基下的方阵是对称方阵。
证明
设线性变换 A 在 V 的标准正交基 {α₁, α₂, ..., αn} 下的方阵是 A,则 A 的伴随变换 A∗ 在这组基下的方阵是 AT。于是 A∗ = A 等价于 AT = A。∎
定理表明,如果在 n 维欧氏空间 V 中取定一组标准正交基 {α₁, α₂, ..., αn},V 的自伴变换 A 便和它在这组基下的方阵相对应。这一对应是 V 的所有自伴变换集合到所有 n 阶实对称方阵集合上的一个双射。于是自伴变换即是是对称方阵的一种几何解释。
由于自伴变换是规范变换,因此关于规范变换的结论可以移到自伴变换上。当然,由于自伴变换是特殊类型的规范变换,所以相应的结论也带有某种特殊性。
由实对称方阵的特征值都是实数可知,自伴变换的特征值也都是实数。
定理
设实数 λ₁, λ₂, ..., λn 是 n 维欧氏空间 V 的自伴变换 A 的全部特征值,其中 λ₁ ≥ λ₂ ≥⋯ ≥ λn。则存在 V 的一组标准正交基,使得 A 在这组基下...
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本方法利用图像中轴对称血管的轮廓线 (I),计算血管表面每个点的曲率因子,生成曲率因子图 (Mat)。
输入:
I:二值边缘图像,表示图像中轴对称血管的边界曲线,其厚度接近一个像素,且相对于 Y 轴对称。
输出:
Mat:双精度矩阵,大小与输入图像 I 相同,表示图像中血管区域内每个点的曲率因子 (F)。
应用:
可用于调整容器表面的反射,识别透明容器中的材料。
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