正交变换是线性代数中的一个概念,它指的是在欧几里得空间中进行的一种线性变换,这种变换具有以下两个重要特性:
1. 保持向量长度不变:变换后的向量的长度与变换前相同。
2. 保持向量间角度不变:变换后的向量之间的角度与变换前相同。
正交变换在坐标系中相当于将向量旋转或镜像,而不改变其长度和方向。正交变换可以用正交矩阵来表示,且正交矩阵满足其转置矩阵等于其逆矩阵的性质,即 \( P^T P = P P^T = E \),其中 \( P \) 是正交矩阵,\( E \) 是单位矩阵。
正交变换在数学、线性代数、几何学以及应用领域如图像处理、信号处理和数据压缩等方面都有重要应用。例如,正交变换可以将二次型化为标准型,并且不改变矩阵的特征值