AX B矩陣乘法的意義

2021-09-29 04:57:10 字數 768 閱讀 5164

·矩陣與向量的概念引入:

對於任何m*n矩陣,都可以看作為由n個m維向量組成的集合。

比如2*2方陣,則可以看為是x-y座標系上的兩個向量。

·線性變換概念的引入:

對與任何ax=b的線性方程組,都可以理解為x通過a的線性變換得到向量b

即向量x由於所在的笛卡爾座標系的一組基向量的變化(這個變化即為a的線性變化),,而這個空間上x向量同樣也做相應的變化,轉到了向量b。

這樣的思考方法能夠非常美妙地解釋解的結構問題:

1、 a為可逆矩陣時,給定任何乙個b都存在且僅存在乙個x可以通過a的線性變換得到,即存在唯一解。(體現在高斯消元法裡的簡化階梯型矩陣中,便是r=n,非零首元等於行數)

2、 a為不可逆矩陣時,如在x-y座標系中,這一組基向量被壓成了一條線上(即這組基向量原先張成的二維空間被降維成了一維)

這時便出現了兩種情況:

1, 當b恰好也在這條直線上時,x可任意取,因為x的橫縱座標無論多少都會被壓到這條直線上。即無窮解

2, 當b不在這條直線上時,不存在x滿足。即x無解。

這是x,b都只為乙個向量的情況,當我們把x拓展到x矩陣,對應的b拓展到b矩陣,就變成了我們想要討論的ax=b的意義問題了。同樣的道理,這依然是x通過a的線性變換得到b的乙個問題。

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