旋轉矩陣的項恰好等於其余子式

2021-10-24 02:26:41 字數 1208 閱讀 6028

今天在推導公式的時候發現了乙個有趣的結論,就是旋轉矩陣中的項恰好等於其代數余子式(minor),這樣我們可以快速地驗證乙個矩陣是否為旋轉矩陣了。

舉個例子,在如下旋轉矩陣r

\textbf

r中:

我們可以通過旋轉矩陣的正交性和so(3)群的性質來證明,假設矩陣r

\textbf

r對應的新座標系的三組基為e

1\textbf_1

e1​,e

2\textbf_2

e2​,e

3\textbf_3

e3​,並且假設base座標系(世界座標系)的三組基為i

\textbf

i,j\textbf

j,k\textbf

k,那麼我們可以得到下式:

其中,i

\textbf

i,j\textbf

j,k\textbf

k滿足一下性質:

注意到向量的叉積具有自反性,也就是:

由旋轉矩陣的正交性,我們可以得知:

我們把展開式代入後,根據i

\textbf

i,j\textbf

j,k\textbf

k進行同類項整理,便可以得到這個結論。

我們可以得到乙個恒等式(式子比較長,我就不打了),我們以其中的k

\textbf

k分量為例,可得:

就可以得到篇頭的公式,即:

其中,m

33m_

m33​

為r

33r_

r33​

的余子式(minor),即:

我們同理易得對於其他的元素項(entry),這個規律依然成立,也即:

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