線型代数において、n次正方行列の主対角線（しゅたいかくせん）とは、行列の一番左上から一番右下にかけての対角線である。a 、a 、…、 aのことで、例えば次の行列では主対角線上の成分は1である。主対角線上以外の成分が全て0である正方行列を対角行列と呼ぶ。対角行列のうち主対角線上の成分が全て1である正方行列は単位行列である。主対角線上の成分の和を、トレースと呼ぶ。

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