주대각선

선형 대수학에서 행렬의 주대각선(Main diagonal)은 때로는 선행 대각선(leading diagonal, principal diagonal, primary diagonal, major diagonal)등으로 표기된다.

모든 행렬은 그 행렬의 성분 값에 상관없이 주 대각선을 갖는다.

행렬의 왼쪽 위에서 오른쪽 아래를 가르는 주대각선을 기준으로 대칭되는 원소(성분)들의 의미있는 경우에도 역시 주대각선은 중요하다. 이때 특히 주대각선을 제외한 성분들이 0인 경우 대각행렬로 분류된다.

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_{ij}& x_{ij}& x_{ij}\\ x_{ij}& x_{ij}& x_{ij}\\ x_{ij}& x_{ij}& x_{ij}\end{array}\right]$

$i=$행의 값 $j=$ 열의 값

$i,j$는 각각 행과 렬의 지표값으로 지표수라고 할때,

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_{11}& x_{12}& x_{13}\\ x_{21}& x_{22}& x_{23}\\ x_{31}& x_{32}& x_{33}\end{array}\right]$

또한, 행과 열의 지표수가 같은 성분을 대각성분(대각항, diagonal entry)이라고 한다. 종종, 선행성분이라고도 한다.

주대각선

다음의 세 행렬은 행과 열의 지표수가 같은 주 대각선을 빨간색 대각선으로 표시한 대각행렬이다.

$A=\left[\begin{array}{ccc}a& 0& 0\\ 0& a& 0\\ 0& 0& a\end{array}\right]A=\left[\begin{array}{cccc}a& 0& 0& 0\\ 0& a& 0& 0\\ 0& 0& a& 0\end{array}\right]A=\left[\begin{array}{ccc}a& 0& 0\\ 0& a& 0\\ 0& 0& a\\ 0& 0& 0\end{array}\right]$

예로들은 행렬 $A$는 $i$ 행과 $j$열에서 주된 대각선 성분이 $A=a_{(i,j)}$에서 $i=j$이고,모든 대각선 밖의 요소는 $0$이다. 이러한 대각선 행렬에서는 행렬의 성분이 $0$ 과 $0$ 이 아닌 성분으로 주대각선을 기준으로 의미있는 구별이 된다.

반 대각선

반 대각선 행렬(또는 역 대각선 행렬)

$\left[\begin{array}{ccc}0& 0& 1\\ 0& 1& 0\\ 1& 0& 0\end{array}\right]$

대각선의 전치 축역할

파일:Matrix transpose.gif

성질

• 주 대각선은 대각선을 기준으로 행렬의 성분을 $0$과 $0$이 아닌 성분으로 구성되는 밴드 행렬로 정의하는데 유용하다.
• 주 대각선은 그 대각선의 역방향인 반 대각선(反 對角線, anti-diagonal)에 대칭 또는 반사된다.
• 주 대각선의 회전은 전치행렬의 성질을 이해하는데 유용하다.
• 주 대각선은 사다리꼴행렬의 변환과정, LU 분해, QR 분해 등에서 유용하게 사용된다.
• 주 대각선은 행렬의 성질을 해석할 수 있는 축의 작용을 한다.

같이 보기

• 대각행렬
• 순환 행렬

외부 링크

• Weisstein, Eric Wolfgang. “Main diagonal” (영어). 《Wolfram MathWorld》. Wolfram Research.