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内容导航:1、数学矩阵乘法:形象直观的“2X2矩阵”乘法运算的本质原理2、数学矩阵乘法,团子讲数学-矩阵除法1、数学矩阵乘法:形象直观的“2X2矩阵”乘法运算的本质原理
2X2矩阵是线性变换中的基本矩阵,关于它的运算大家早已熟悉,但你知道它背后的原理吗?
先来了解几个运算概念
保持i不变,j在平面上旋转,向一边挤压,这样的变换矩阵我们称为剪切矩阵。
由此可得出xy在剪切变换后的位置。
我们来看一个图形的两次变换:
i j逆时针旋转90度
在经过剪切变换,就得到如图的样式
所以这个变换就是旋转和剪切的复合变换,假设i j变换后的向量是i=<-1,0> j=<1,1>
就得到如下等式
整理就得到一个2X2矩阵,
这样的推导是否正确的,来看一个旋转和剪切的过程的例子。可以说明这一点
我们分部来看2X2矩阵相乘的意义,M2是个剪切矩阵,M1第一列在图中的位置
M2乘以<1,1>就得到如图的位置
M2乘以<-2,0>就得到如图的位置
最后就得到如下结果
上述的原理具有普遍性:
最终得到通用的2X2矩阵乘法公式:
矩阵相乘是否满足交互率呢?
请点击输入图片描述
同样单位矩阵,先剪切变换,后旋转变换的图形:
i <1,0>,剪切后<1,0>,旋转90度后<0,1>
j<0,1>,剪切 后<1,1>,旋转90度后<-1,1>
同样单位矩阵,先旋转变换,后剪切变换的图形:
i<1,0>,旋转90度后<0,1>,剪切后<1,1>
j<0,1>,旋转90度后<-1,0>,剪切后<-1,0>
所以明显两个图形不一样,所以矩阵不满足乘法交换律
是否满足结合律呢?有兴趣的朋友可以自己验证下
以上就是矩阵复合运算,也就是2X2矩阵的乘法运算。
2、数学矩阵乘法,团子讲数学-矩阵除法
大家好,今天我们来讲矩阵除法。上一次,我们说过了怎么做乘法,其实除法里面也包含了乘法的。
团子录制了一个视频讲如何做矩阵除法,欢迎观看!https://www.ixigua.com/i6775829718005449220/
那么我们进入主题。
在矩阵中,其实除法并不是除法,而是乘以除数的倒数。
在整数中,3/2=3*1/2,而1/2就是2的倒数。一个数的倒数乘以自己等于1。
在矩阵中,也是一样的,那么怎么找一个矩阵的倒数呢?我们需要用到行列式。
这里我们来说一说二阶矩阵里,如何找行列式。其实只要交叉相乘,再相减就可以了,比如这个例子:
这就是行列式。知道了一个矩阵的行列式,就可以找它的倒数了。
对于找矩阵的倒数有一个公式,如果这个矩阵是(a,b)/(c,d)
那它的倒数就是:
知道了怎么找一个矩阵的倒数,就可以做矩阵除法啦!我们只要找到除数的倒数,再用被除数乘以它就可以了。比如:
要找到除数的倒数:
然后用被除数乘以它(黄笔):
这个就是矩阵的除法。
现在,我们来公布上次谜题的答案:
问题:你的父母有包括你在内的六个儿子,每个儿子都有一个姐姐。 请问,这个家庭有几口人?
答案:九个。 两个父母,六个儿子和一个女儿。 他们都有一个姐姐(不是六个姐姐)。
现在进入今天的趣味谜题:你离开你的营地,向南徒步3英里。 向东转,走了3英里。 然后转北,徒步3英里,这时你碰到你的帐篷里的一只熊在吃你的食物! 请问,熊是什么颜色的?
答案我们下一篇文章公布
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