矩陣點乘如何理解和證明

看到一篇證明矩陣點乘公式怎么來的辙培,覺的非常通俗易懂邢锯。矩陣的本質(zhì)就是線性方程式,兩者是一一對應(yīng)關(guān)系尾抑。

原文鏈接:https://blog.csdn.net/m0_37727776/java/article/details/80478470

矩陣加法就是相同位置的數(shù)字加一下蒂培。

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矩陣減法也類似。

矩陣乘以一個常數(shù)翎冲,就是所有位置都乘以這個數(shù)媳荒。

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但是,等到矩陣乘以矩陣(也就是點乘)的時候缴渊,一切就不一樣了。

image.png

這個結(jié)果是怎么算出來的蝌借?

教科書告訴你指蚁,計算規(guī)則是,第一個矩陣第一行的每個數(shù)字(2和1)擎鸠,各自乘以第二個矩陣第一列對應(yīng)位置的數(shù)字(1和1)缘圈,然后將乘積相加( 2 x 1 + 1 x 1)袜蚕,得到結(jié)果矩陣左上角的那個值3。

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也就是說遣疯,結(jié)果矩陣第m行與第n列交叉位置的那個值缠犀,等于第一個矩陣第m行與第二個矩陣第n列聪舒,對應(yīng)位置的每個值的乘積之和。

怎么會有這么奇怪的規(guī)則箱残?

我一直沒理解這個規(guī)則的含義,導(dǎo)致《線性代數(shù)》這門課就沒學(xué)懂燎悍。研究生時發(fā)現(xiàn)盼理,線性代數(shù)是向量計算的基礎(chǔ),很多重要的數(shù)學(xué)模型都要用到向量計算奏路,所以我做不了復(fù)雜模型。這一直讓我有點傷心迅矛。

前些日子潜叛,受到一篇文章的啟發(fā),我終于想通了威兜,矩陣乘法到底是什么東西。關(guān)鍵就是一句話蚂踊,矩陣的本質(zhì)就是線性方程式笔宿,兩者是一一對應(yīng)關(guān)系。如果從線性方程式的角度涝动,理解矩陣乘法就毫無難度炬灭。

下面是一組線性方程式。

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矩陣的最初目的米愿,只是為線性方程組提供一個簡寫形式鼻吮。

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老實說狈网,從上面這種寫法,已經(jīng)能看出矩陣乘法的規(guī)則了:系數(shù)矩陣第一行的2和1拓哺,各自與 x 和 y 的乘積之和,等于3闲孤。不過,這不算嚴(yán)格的證明肥照,只是線性方程式轉(zhuǎn)為矩陣的書寫規(guī)則勤众。

下面才是嚴(yán)格的證明。有三組未知數(shù) x们颜、y 和 t窥突,其中 x 和 y 的關(guān)系如下。

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x 和 t 的關(guān)系如下梧税。

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有了這兩組方程式称近,就可以求 y 和 t 的關(guān)系。從矩陣來看斥铺,很顯然坛善,只要把第二個矩陣代入第一個矩陣即可邻眷。

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從方程式來看肆饶,也可以把第二個方程組代入第一個方程組。

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上面的方程組可以整理成下面的形式葫督。

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最后那個矩陣等式板惑,與前面的矩陣等式一對照,就會得到下面的關(guān)系洽胶。

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矩陣乘法的計算規(guī)則裆馒,從而得到證明丐怯。

(全文完)


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