向量和矩陣

2022-06-20 15:57:11 字數 1421 閱讀 4000

向量:m行n列的數表。

從作用上看,它可以進行線性變換(如旋轉),將乙個點變換至另乙個點。

方陣:n行n列的矩陣。它的行列式記作|a|或者deta  (只有方陣才有行列式)

同型矩陣:對應的行數和列數相等

矩陣的相等:首先是同型矩陣,其次每個對應元素相等。  稱為a=b

比較特殊的矩陣:

1.  主對角線元素為1,其餘為0,稱為單位矩陣,記作e

2.  主對角之外元素都為0,稱為對角矩陣,記作λ。  單位矩陣是特殊的對角矩陣

[1,-2,0]這樣的數表稱為向量,包含行向量和列向量,n維向量代表其包含元素個數。

矩陣的加法:對於同型矩陣,每個對應元素相加。就是矩陣相加。

矩陣的乘法:矩陣乘乙個數k,矩陣的每個元素都要乘以k。

向量的相加:行向量只能與行向量相加,列向量相同。

向量的數乘:向量a乘乙個數k,則向量的每個元素(分量)都要乘以k。

向量的內積:向量相乘,記作(a,b) 。向量的內積是對應分量的乘積的和。是乙個數

a=[1,2,3]  b=[2,3,4]

則(a,b)=1*2+2*3+3*4=20.

矩陣與向量相乘:矩陣a與向量x相乘,做法就是讓矩陣的每一行元素分別與向量x做內積。

|a11 a12 a13|   *     [x1]   =  [a11*x1+a12*x2+a13*x3]

|a21 a22 a23|    |x2|       [a21*x1+a22*x2+a23*x3]

[x3]

這一項可能 比較難以理解,可以借用線性方程組來理解:

|a11x1+a12x2+.......+a1nxn=b1

|a21x1+a22x2+.......+a2nxn=b2

|an1x1+an2x2+.......+annxn=bn

對於這個線性方程組,它的係數矩陣,乘以[x1 x2 x3...]t這個x向量,所得到的就是右側的bi向量,即ax=b

乙個矩陣乘向量,也可以視為是對乙個向量的線性變換。將向量x變換為了向量b

對標量的線性變換:y=kx    

對向量的線性變換:y=ax

矩陣與矩陣相乘:方法同上。矩陣可以視為列向量的組合,處理方法一致。它的意義是對向量的復合變換。

但需要注意的是:

1. ab≠ba  ,矩陣中交換律基本不可用。

2. ab的結果是0,並不意味著其中一定有零矩陣。

伴隨矩陣:矩陣a的伴隨矩陣a*,它的每一項都是a中對應元素的代數余子式(有正負號),並且位置是轉置

伴隨矩陣的重要公式:

aa*=a*a=|a|e

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