对角矩阵是线性代数中比较基础的概念,是一类特殊的矩阵,在许多数学领域中都起着重要的作用。
对角矩阵(Diagonal Matrix)是一个主对角线上全是非零元素、其余元素均为0的方阵。矩阵的主对角线从左上角到右下角延伸。
对角矩阵在矩阵的对角化,相似矩阵,特征值与特征向量的计算等方面具有很重要的应用,也是矩阵运算中的重要工具。
对于一个n*n的对角矩阵,其特殊功能使得在很多场合中具有不可替代的作用。比如,在许多数值计算问题中,对角矩阵都有其独特的应用,信号处理和图像处理也离不开对角矩阵的支持等等。
对角矩阵因其具有矩阵乘法的封闭性和对称性,也被广泛运用在各种算法中,例如维纳滤波,离散余弦变换(DCT)等等。
需要注意的是,对角矩阵并不一定是方阵,但是其主对角线上的元素必须是非零数。因为零乘任何数等于0,对角矩阵中如果有零元素,则会对许多矩阵运算带来影响。