数量矩阵(scalar matrix),又称纯量阵,是主对角线元素均为同一数值、其余元素均为零的方阵。其定义为:设E为单位矩阵,k为任意实数,则kE称为数量矩阵。数量矩阵具有且仅有一个n重特征值。若任一n维非零向量均为n阶矩阵A的特征向量,则A必为数量矩阵。其与所有同阶矩阵满足乘法交换律,并且必能相似对角化。
定义
主对角线上的数字都是1,其余都是0的矩阵称为单位矩阵,即
n阶单位矩阵记做 ,在不致混淆的情况下简记做E。
设E是
单位矩阵, k是任何数, 则kE称为数量矩阵,即
例如,矩阵
,
都是数量矩阵。
性质
若任一
n维非零向量都是n阶矩阵A的
特征向量,则A是数量矩阵,又叫
纯量矩阵,也是一种
对角矩阵,它的对角线上的值相同,同时,这也是一个上
三角矩阵、下三角矩阵和阶梯矩阵。
数量矩阵有且只有一个n重特征值。
由于 ,所以,n阶数量矩阵与所有的n阶矩阵是可交换的。