n次正方行列 $A$ が $A^t A = E$ を満たすとき、行列式 $|A|$ の取りうる値を全て求める問題です。ここで、$A^t$ は $A$ の転置行列、$E$ は単位行列を表します。

代数学行列行列式転置行列単位行列線形代数
2025/7/13

1. 問題の内容

n次正方行列 AAAtA=EA^t A = E を満たすとき、行列式 A|A| の取りうる値を全て求める問題です。ここで、AtA^tAA の転置行列、EE は単位行列を表します。

2. 解き方の手順

まず、AtA=EA^t A = E の両辺の行列式を取ります。
AtA=E|A^t A| = |E|
行列式の性質として、AB=AB|AB| = |A||B| および At=A|A^t| = |A| があります。また、E=1|E| = 1 であることを利用します。
AtA=AtA=AA=A2|A^t A| = |A^t| |A| = |A| |A| = |A|^2
したがって、
A2=1|A|^2 = 1
この方程式を解くと、
A=±1|A| = \pm 1

3. 最終的な答え

行列式 A|A| の取りうる値は、1と-1です。
答え:1, -1

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