幺正算符

范例

恒等函数就是一个平凡的幺正算符。

在一个 R 上旋转是一个最简单但又很重要的幺正算符。旋转并不改变一个矢量的长度或者两个矢量的夹角。这个算符还可以推广到 R 中。

在一个复数的矢量空间 C 里，乘以一个绝对值是1的数，也就是，一个数形式为 e ，其中 θ ∈ R ，就是一个幺正算符。 θ 表示一个相位，相乘就是指乘以一个相位。注意到， θ 的值是以2 π 为模，但并不影响我们相乘的结果，所以这些在C空间内独立的幺正算符是有周期性的。作为一个集合，这个周期对应的群，我们称作U(1)。

一般地说，酉矩阵是在有限维的希尔伯特空间下的幺正算符，所以，幺正算符的概念包括了酉矩阵的概念。正交矩阵就是酉矩阵的一个特例，当酉矩阵中元素都为实数。他们是在 R 上的幺正算符。

在整数索引的序列空间 ℓ ℓ --> 2 {\displaystyle \ell ^{2}} 上的 双边变换算符 （ 英语 ： shift operator ） 是单一的。一般而言，在一个希尔伯特空间中任何一个通过围绕标准正交基变换作用的算符都是单一的。在有限维的情况下，这样的算符就是排列矩阵。 单边变换 （ 英语 ： shift operator ） 是一个等距算子（isometry），他的共轭是一个半同等距算子（coisometry）。

傅里叶算符 （ 英语 ： Fourier operator ） 是一个幺正算符，也就是，一个执行傅里叶变换（有适当的归一化）的算符。这是由帕塞瓦定理推得。

幺正算符在 幺正表示 （ 英语 ： unitary representations ） 中应用。

线性叠加性

幺正算符的叠加性并不是第一的性质, 也就是说并不是强加上去的性质, 而是可以从内积的线性叠加性和恒正行推导出来的性质:

单位谱性

任意幺正算符 U 的谱在一个单位圆上。换言之，对幺正算符谱上的任意复数 λ 都有 | λ | = 1 。

参见

幺正变换 （ 英语 ： Unitary transformation ）

反幺正算符 （ 英语 ： Antiunitary operator ）

参考文献

塞尔日·兰(1972). Differential manifolds. Reading, Mass.–London–Don Mills, Ont.: Addison-Wesley Publishing Co., Inc..

保罗·哈尔莫斯(1982). A Hilbert space problem book. Springer.

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