矩陣左乘在幾何 座標上的意義

2021-10-03 12:08:18 字數 2021 閱讀 2282

矩陣左乘的含義可以有2種理解方式

第一種是座標軸的旋轉/移動

例如:對於向量 [11

]\begin1\\1\end

[11​]

左乘[ 10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]如果左乘這樣乙個矩陣可以理解為將原本的座標軸,例如直角座標系表示成

[ 10

01

]\begin1&0\\0&1\end

[10​01

​]旋轉/變換為 [10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]那麼對於原來的向量 [11

]\begin1\\1\end

[11​

] 可以理解為1單位的x軸 [10

]\begin1\\0\end

[10​

]和1單位的y軸 [01

]\begin0\\1\end

[01​

]的疊加。

而現在座標軸變化了,但是疊加關係沒有變化。那麼新的座標軸將變化為 x1=

[12]

x_1=\begin1\\2\end

x1​=[1

2​]和 y1=

[03]

y_1=\begin0\\3\end

y1​=[0

3​]那麼新的向量將變成1個x

1x_1

x1​和1個y

1y_1

y1​的疊加:

[ 12

]\begin1\\2\end

[12​]+[03

]\begin0\\3\end

[03​

]= [15

]\begin1\\5\end

[15​]

第二種理解是將其他座標的向量轉換為我們所在座標的語言:

可能看到這裡有點疑惑,上一種才說的是將我們的座標軸轉換到新的座標軸,怎麼第二種理解又變成了將他們的向量轉換成我們座標系下的向量。

剛開始我也無法理解,但是如果你看一下上面的x1、

y1

x_1、y_1

x1​、y1

​你就會發現,x1、

y1

x_1、y_1

x1​、y1

​表示的值並不是[10

]\begin1\\0\end

[10​

]和 [01

]\begin0\\1\end

[01​

]而是表示在了我們的座標系下。 [12

]\begin1\\2\end

[12​][03

]\begin0\\3\end

[03​

]是在我們的座標系下的值。所以不難看出其實這個向量還是在我們的座標系下被表示的。

如何理解第二種:

對上例來說將向量看成本來是存在於座標軸[10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]下的向量

左乘[ 10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]後可以看出其實是在用現有座標系[10

01

]\begin1&0\\0&1\end

[10​01

​]表示了[10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]這個座標系

那麼向量 [11

]\begin1\\1\end

[11​

]也將從[10

23

]\begin1&0\\2&3\end

[12​03

​]這個座標系中以[10

01

]\begin1&0\\0&1\end

[10​01

​]來表示。

還困惑的同學可以自己再畫2張圖加強一下理解。

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