「 入門 現代の量子力学 量子情報・量子測定を中心として:堀田 昌寛 」(Kindle版予定あり)( 正誤表 )
内容紹介:
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- エルミート行列 対角化 証明
- エルミート行列 対角化可能
- 地域密着型 パソコンのお医者さん
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エルミート行列 対角化 証明
後,多くの文献の引用をしたのだが,参考文献を全て提示するのが面倒になってしまった.そのうち更新するかもしれないが,気になったパートがあるなら,個人個人,固有名詞を参考に調べてもらうと助かる.
エルミート行列 対角化可能
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行列の指数関数(eの行列乗)の定義 正方行列
A A
に対して, e A e^A を以下の式で定義する。
e A = I + A + A 2 2! + A 3 3! + ⋯ e^{A}=I+A+\dfrac{A^2}{2! }+\dfrac{A^3}{3! }+\cdots
ただし, I I は A A と同じサイズの単位行列です。
a a が実数の場合の指数関数 e a e^a はおなじみですが,この記事では 行列の指数関数 e A e^A について紹介します。
目次 行列の指数関数について 行列の指数関数の例 指数法則は成り立たない 相似変換に関する性質 e A e^A が正則であること 行列の指数関数について
行列の指数関数の定義は, e A = I + A + A 2 2! + A 3 3! + ⋯ e^{A}=I+A+\dfrac{A^2}{2! }+\dfrac{A^3}{3! }+\cdots です。右辺の無限和は任意の正方行列 A A に対して収束することが知られています。そのため,任意の A A に対して e A e^A を考えることができます。
指数関数のマクローリン展開
e x = 1 + x + x 2 2! + x 3 3! + ⋯ e^x=1+x+\dfrac{x^2}{2! }+\dfrac{x^3}{3! エルミート行列 対角化 証明. }+\cdots と同じ形です。よって, A A のサイズが 1 × 1 1\times 1 のときは通常の指数関数と一致します。
行列の指数関数の例
例 A = ( 3 0 0 4) A=\begin{pmatrix}3&0\\0&4\end{pmatrix} に対して, e A e^A を計算せよ。
A k = ( 3 k 0 0 4 k) A^k=\begin{pmatrix}3^k&0\\0&4^k\end{pmatrix} であることが帰納法よりわかります。
よって,
e A = I + A + A 2 2! + ⋯ = ( 1 0 0 1) + ( 3 0 0 4) + 1 2! ( 3 2 0 0 4 2) + ⋯ = ( e 3 0 0 e 4) e^A=I+A+\dfrac{A^2}{2! }+\cdots\\
=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}3&0\\0&4\end{pmatrix}+\dfrac{1}{2!
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