ゴロー 高校3年さんからの質問3

問題


解答
 AtA=E (Eは単位行列)
を満たす、行列Aを直行行列といいます。

その定義通りに計算すると

これより
 cos2α+x22=1 ・・・(1)
 1+x32=1  ・・・(2)
 1+x12=1  ・・・(3)
 cosα(sinα+x2)=0  ・・・(4)
 x1cosα=0  ・・・(5)
 x1sinα+x3=0  ・・・(6)

(2)(3) より、
 x1=x3=0
これにより、(5)(6) は自明となります。
(4) において、この式はαについての恒等式と考えると、cosα は、常には0になりません。
よって、sinα+x2=0 と考えられ、x2=-sinα であり、これは、(1)も満たします。

以上より、
 x1=x3=0,x2=-sinα

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