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 用戶kzkmj2lh1u 2022-07-30 發(fā)布于山西

在講矩陣的乘法之前,我們先來(lái)看線性方程組的幾何解釋,由此來(lái)引入矩陣乘法我們?cè)撊绾慰创约叭绾芜\(yùn)算。

線性方程組意味著約束,方程越多,約束條件一般來(lái)說(shuō)越多,舉個(gè)例子,一個(gè)簡(jiǎn)單的線性方程組:圖片

我們應(yīng)該怎么來(lái)看待這個(gè)線性方程組??jī)蓚€(gè)角度,一個(gè)是橫著看,這兩行在幾何上看分別是兩條直線,我們?cè)诰€性代數(shù)中有一類題是討論一個(gè)線性方程組有唯一解,有無(wú)窮多解和無(wú)解的情況,在幾何上來(lái)看的話,兩條直線重合,就是有無(wú)窮多解,相交就是有唯一解,而平行就是無(wú)解。

而第二個(gè)角度是從列上看待,我希望大家以后更習(xí)慣也更喜歡從列上來(lái)看待線性方程組,列上的本質(zhì)實(shí)際上是圖片

怎么來(lái)理解這個(gè)線性方程組呢,也就是一個(gè)向量(1,1)和一個(gè)向量(1,-1)經(jīng)過(guò)某種程度線性組合,得到向量(1,1),先解釋一下線性組合,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)有幾個(gè)向量,分別乘以幾個(gè)常數(shù),這個(gè)表達(dá)式就叫做這幾個(gè)向量的線性組合。上圖中就是一個(gè)典型的線性組合,兩個(gè)向量,一個(gè)乘以X,一個(gè)乘以Y,然后相加。上面所說(shuō)的某種程度的意思就是x,y的大小。

 我們想一下,在什么情況下,這個(gè)方程組有唯一解(兩向量相交,為什么?因?yàn)閮上蛄肯嘟?,其線性組合可以布滿整個(gè)二維平面,希望大家可以理解這句話),有無(wú)窮多解?(兩向量平行,第三個(gè)要得到的向量也與之平行),無(wú)解(兩向量平行,第三個(gè)要得到的向量與之不平行,即與前面兩向量方向不一致)。

 前面講了這么多,就是為了接下來(lái)引入矩陣的乘法,書上的矩陣乘法大家需要掌握,這里為一句話帶過(guò):C=AB,C的第i行第j列是A的第i行分別與B的第j列相乘后相加的結(jié)果)。而接下來(lái)我們要看待矩陣的角度是這樣引入的,將上次課所講的線性方程組寫出矩陣相乘的形式(初學(xué)者對(duì)這個(gè)寫法可能一下子接受不了,大家需要好好領(lǐng)會(huì)):

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我們上面寫的看待線性方程組的角度:

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也就是說(shuō)

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這就是我們所要理解并且要掌握的矩陣乘法:

C=AB,C的各列為A中各列的線性組合(C中各行為B中各行的線性組合),希望大家能更喜歡也更習(xí)慣從列去看,因?yàn)榭佳谐鲱}一般是從列來(lái)出題的。也就是說(shuō)C的第一列只與A和B的第一列有關(guān),C的第二列只與A和B的第二列有關(guān),下面舉一個(gè)實(shí)際的例子,我們來(lái)看上述矩陣乘法的角度在我們實(shí)際計(jì)算中給我們帶來(lái)什么好處(其實(shí)有了這個(gè)角度很多抽象的問(wèn)題我們看起來(lái)都很直觀了):圖片
這個(gè)矩陣乘法怎么求呢:我們當(dāng)然可以按照書上的觀點(diǎn)一個(gè)一個(gè)元素的求,如果按照我們上述觀點(diǎn)呢,新矩陣的第一列:

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新矩陣的第二列:圖片
新矩陣的第三列:圖片
新矩陣的第四列:
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那么我們所求的矩陣結(jié)果就是

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理解矩陣的乘法是學(xué)好線代重要一步。

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