對角矩陣是什麼意思

對角矩陣(Diagonal Matrix)是在矩陣中,除了對角線上的元素可以是非零的,其餘元素都為零的矩陣。所謂的對角線,是指從矩陣的左上角到右下角的斜線,包括主對角線(從左上到右下,下標i=i的對角線)和副對角線(從左下到右上,下標i=j+1的對角線)。

對角矩陣可以分為以下幾種:

  1. 主對角矩陣(Main Diagonal Matrix):只包含主對角線上的元素,副對角線上的元素都為零。
  2. 上對角矩陣(Upper Triangular Matrix):除了主對角線和副對角線上的元素,其餘元素都為零。
  3. 下對角矩陣(Lower Triangular Matrix):除了主對角線和副對角線上的元素,其餘元素都為零。

對角矩陣在數學和計算機科學中都有廣泛的應用,尤其是在線性代數、數值分析、機器學習和數據科學等領域。對角矩陣的特徵值和特徵向量相對較容易計算,這使得它們在解決相關問題時非常有用。