परिभाषा 13.5विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 2 · अध्याय 13 — हर्मीशियन रूप
u∈L(E) का सहसंलग्नu∗⟨u∗(x),y⟩=⟨x,u(y)⟩ से परिभाषित होता है; और किसी प्रसामान्य लांबिक आधार में Mat(u∗)=AT=:A† (संयुग्मी परिवर्त) — वास्तव में यदि B=(bij) प्रसामान्य लांबिक आधार (ei) में u∗ का आव्यूह हो, तो bij=⟨ei,u∗(ej)⟩, और परिभाषा वाली सर्वसमिका देती है
bij=⟨u∗(ej),ei⟩=⟨ej,u(ei)⟩=aji,अतःB=AT.
uहर्मीशियन कहलाता है जब u∗=u (A†=A), एकात्मक जब u∗u=id (A†A=I: समूह U(n)), और प्रसामान्य जब u∗u=uu∗।
उदाहरण
उदाहरण 13.7(एक विषम-हर्मीशियन आव्यूह, विकर्णित)
A=(02−20)A†=AT=−A पूरा करता है: अर्थात् विषम-हर्मीशियन (और वास्तविक प्रतिसममित भी — R पर उसका कोई अभिलक्षणिक मान है ही नहीं)। अभिलक्षणिक बहुपदX2+4: अभिलक्षणिक मान±2i, जो विशुद्ध काल्पनिक हैं, ठीक जैसा अभ्यास 13.9सामान्य रूप से बताती है। अभिलक्षणिक सदिश: (A−2iI)v=0v1=21(1,i) देता है, और −2i के लिए v2=21(1,−i); और वे लांबिक हैं:
⟨v1,v2⟩=21(1⋅1+i⋅(−i))=21(1−1)=0.
अतः एकात्मकU=(v1v2) सहित A=Udiag(2i,−2i)U†। समापन दृष्टि: H=−iA=(0−2i2i0) वास्तविक वर्णक्रम{±2} और उन्हीं अभिलक्षणिक सदिशों के साथ हर्मीशियन है — अर्थात् हर्मीशियन और विषम-हर्मीशियन अंतःरूपांतरणों के बीच का एकैकी आच्छादक प्रतिचित्रण u↦iu (अभ्यास 13.9), आव्यूह-दर-आव्यूह देखा हुआ; और R पर वही A बिना किसी अभिलक्षणिक सदिश का घूर्णन-मापन है, तथा केवल C तक जाने पर ही उसका प्रसामान्य रूप प्रकट होता है।
उदाहरण 13.9
A=(0i−i0)हर्मीशियन है (A†=A): χA=X2−1 से अभिलक्षणिक मान±1 (वास्तविक, जैसा वचन था), और प्रसामान्य लांबिक अभिलक्षणिक सदिश21(1,i)T तथा 21(1,−i)T। (भौतिकी वाले A को पाउली आव्यूह के रूप में जानते हैं; और हर्मीशियन वर्णक्रमों का वास्तविक होना ही वह कारण है जिससे क्वांटम प्रेक्षणीय राशियाँ हर्मीशियन संकारकों से प्रतिरूपित की जाती हैं।)
उदाहरण 13.10(एक धनात्मक निश्चित हर्मीशियन आव्यूह, किया हुआ)
A=(21+i1−i3): यह हर्मीशियन है, क्योंकि विकर्ण वास्तविक है और विकर्णेतर प्रविष्टियाँ संयुग्मी। अभिलक्षणिक बहुपद:
(2−λ)(3−λ)−∣1−i∣2=λ2−5λ+4=(λ−1)(λ−4):
वर्णक्रम{1,4}, जो वास्तविक और धनात्मक है — अतः A धनात्मक निश्चित है। अभिलक्षणिक सदिश: λ=4 के लिए निकाय (A−4I)v=0v4=(1−i,2) देता है (दूसरी पंक्ति जाँचिए: (1+i)(1−i)−2=0); और λ=1 के लिए v1=(1−i,−1)। लांबिकता, पहले खाँचे में संयुग्म के साथ:
⟨v4,v1⟩=(1−i)(1−i)+2(−1)=2−2=0.✓
सामान्यीकरण (∥v4∥2=2+4=6, ∥v1∥2=2+1=3) करने पर A=Udiag(4,1)U† सहित एकात्मकU=(6v43v1) मिलता है। समापन दृष्टि: रैले-पाठ तत्काल है — C2 के इकाई गोलक पर ⟨x,Ax⟩[1,4] में घूमता है और दोनों अभिलक्षणिक सदिशों पर प्राप्त होता है; और यही उस कूराँ–फिशर सिद्धांत का n=2 बीज है जो सप्ताहांत समस्या में खड़ा किया गया है। अभिलक्षणिक सदिशों से हटकर भी रूप के वास्तविक होने की जाँच कीजिए: x=(1,i) पर