Единичная матрица  

   Трудно представить себе систему чисел, которая бы не содержала единичный элемент. В частности, именно единица является результатом умножения числа a на ему обратное. Алгебра любых объектов (вещественных или комплексных чисел, векторов и так далее) должна включать в себя единичный элемент. Не является исключением и матричная алгебра, в которой роль единицы играет диагональная матрица, все диагональные элементы которой равны единице.

    В качестве определения единичной матрицы могло бы выступать примерно такое.

    Матрица E называется единичной, если при умножении на нее любой матрицы A (слева и справа) матрица A остается неизменной: AE = EA = A.

   Оказывается, что элементы единичной матрицы описываются ранее введенным выражением δi j.
   Разумеется, что такое утверждение о структуре единичной матрицы требует проверки. И следует позаботиться о соответствующем обобщении понятия единичного элемента в матричной алгебре - по сравнению с обычной единицей в системе чисел.

   Связано это с тем, что операция умножения определена не для любых матриц и, следовательно, требуется определенное согласование размеров иатриц-сомножителей. В результате под единичной матрицей понимается матрица вышеуказанной структуры, порядок которой выбирается таким, чтобы соответствующее произведение было определено.

      Диагональная матрица, все диагональные элементы которой равны единице (), называется единичной матрицей и обозначается символом E.
      Элементы единичной матрицы могут быть представлены с помощью дельта-символа Кронекера:

  .  (1)  

      В матричной алгебре матрица E играет ту же роль, что число единица в системе вещественных чисел, а именно – при умножении на единичную матрицу (справа или слева) исходная матрица не изменяется:
  .  (2)  
      Действительно, пусть – произвольная матрица размера  m×n. Рассмотрим  i,j-ый элемент матричного произведения AE, где E – единичная матрица  n-го порядка.
      Согласно определению матричного произведения и с учетом свойств дельта-символа,
   (3)  
для любых допустимых значений индексов  i,j  и, следовательно, AE = A.

      Рассмотрим теперь  i,j-ый элемент матричного произведения EA, где E – единичная матрица  m-го порядка:

   (4)  
Попарное равенство матричных элементов для всех  i,j  влечет за собой равенство соответствующих матриц: EA = A.