第17题
方阵$A=\begin{pmatrix}x&\dfrac{1}{\sqrt{2}}&\dfrac{1}{\sqrt{6}}\\\dfrac{1}{\sqrt{3}}&-\dfrac{1}{\sqrt{2}}&y\\\dfrac{1}{\sqrt{3}}&0&z\end{pmatrix}$是正交矩阵,求$x,y,z$的值。
答案
$x=\dfrac{1}{\sqrt{3}},\ y=\dfrac{1}{\sqrt{6}},\ z=-\dfrac{2}{\sqrt{6}}$。
正交矩阵 正交矩阵的性质 向量内积 向量长度

📋 解题步骤

1
利用行列长度为1
正交矩阵的每行、每列长度均为1: 第1列:$x^2+\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{3}=1\Rightarrow x=\pm\dfrac{1}{\sqrt{3}}$; 第2行:$\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{2}+y^2=1\Rightarrow y=\pm\dfrac{1}{\sqrt{6}}$; 第3行:$\dfrac{1}{3}+0+z^2=1\Rightarrow z=\pm\dfrac{2}{\sqrt{6}}$。
2
利用正交性确定符号
由第1、2列正交:$\dfrac{x}{\sqrt{2}}-\dfrac{1}{\sqrt{6}}=0\Rightarrow x=\dfrac{1}{\sqrt{3}}$; 由第2、3列正交:$\dfrac{1}{\sqrt{3}}\cdot\dfrac{1}{\sqrt{6}}-\dfrac{y}{\sqrt{2}}=0\Rightarrow y=\dfrac{1}{\sqrt{6}}$; 由第1、3行正交(代入$x$):$\dfrac{1}{\sqrt{3}}\cdot\dfrac{1}{\sqrt{3}}+\dfrac{1}{\sqrt{6}}z=0\Rightarrow z=-\dfrac{2}{\sqrt{6}}$。
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