ユニタリマトリックス(行列)のインバース(逆)はユニタリであることの記述/証明
話題
About: マトリックス(行列)たちスペース(空間)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、ユニタリマトリックス(行列)の定義を知っている。
- 読者は、任意のユニタリマトリックス(行列)のエルミートコンジュゲート(共役)はユニタリであるという命題を認めている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のユニタリマトリックス(行列)のインバース(逆)はユニタリであるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(M\): \(\in \{\text{ 全てのユニタリマトリックス(行列)たち }\}\)
\(M^{-1}\): \(= M \text{ のインバース(逆) }\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(M^{-1} \in \{\text{ 全てのユニタリマトリックス(行列)たち }\}\)
//
2: 証明
全体戦略: ステップ1: \(M^{-1} = M^*\)であることを見る; ステップ2: 任意のユニタリマトリックス(行列)のエルミートコンジュゲート(共役)はユニタリであるという命題を適用する。
ステップ1:
\(M^{-1} = M^*\)、ユニタリマトリックス(行列)の定義によって。
ステップ2:
\(M^*\)はユニタリである、任意のユニタリマトリックス(行列)のエルミートコンジュゲート(共役)はユニタリであるという命題によって、したがって、\(M^{-1}\)はユニタリである。