v1 · padrão canônico
Урок 32 — Операции с матрицами
Сумма, умножение на скаляр, матричное произведение. Умножение как композиция линейных преобразований.
Used in: 1.º ano EM (álgebra linear elementar) · Equiv. Math I japonês cap. matrizes · Equiv. Klasse 11 alemã (Matrizen)
Choose your door
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Операции
Сумма и разность
Для матриц одинаковой размерности:
Умножение на скаляр
Матричное произведение
Определено только когда число столбцов = число строк :
Свойства
- Ассоциативность: .
- Дистрибутивность: .
- НЕ коммутативно: в общем случае .
- Единица: .
- Нуль: .
Почему матричное произведение «странное»
Потому что оно соответствует композиции линейных преобразований: применить сначала , а потом — то же самое, что применить . Порядок важен, потому что важна композиция.
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
Application 20Understanding 2Modeling 6Challenge 1Proof 1
- Ex. 32.1ApplicationВычислите .
- Ex. 32.2ApplicationВычислите .
- Ex. 32.3ApplicationВычислите .
- Ex. 32.4ApplicationВычислите — что получится?
- Ex. 32.5ApplicationAnswer keyВычислите .
- Ex. 32.6ApplicationAnswer keyУмножьте матрицу на — какова размерность результата?
- Ex. 32.7ApplicationВычислите .
- Ex. 32.8ApplicationПроверьте для , .
- Ex. 32.9ApplicationAnswer keyдля .
- Ex. 32.10Applicationпротив . Когда совпадают? (Когда .)
- Ex. 32.11ApplicationВычислите .
- Ex. 32.12ApplicationУмножьте на .
- Ex. 32.13ApplicationAnswer keyВычислите произведение .
- Ex. 32.14ApplicationПроверьте дистрибутивность: для матриц вашего выбора.
- Ex. 32.15ApplicationДля и , размерность ? А ? ( не существует.)
- Ex. 32.16ApplicationПокажите, что .
- Ex. 32.17ApplicationВычислите .
- Ex. 32.18ApplicationПокажите, что произведение двух диагональных матриц диагонально.
- Ex. 32.19ApplicationВычислите .
- Ex. 32.20ApplicationДля какой выполняется ? (Идемпотентная — проекция.)
- Ex. 32.21ModelingAnswer keyВ команде игроки забивают голы и делают ассисты . Умножение на значения: очков. Смоделируйте как матричное произведение.
- Ex. 32.22ModelingВ нейронной сети слой — матричное произведение.
- Ex. 32.23ModelingРасчёт Маркова: распределение = — произведение вектор-матрица.
- Ex. 32.24ModelingПоворот в плоскости: вращает на угол .
- Ex. 32.25ModelingAnswer keyВ PageRank собственный вектор матрицы переходов веба — это «рейтинг» — итеративное произведение.
- Ex. 32.26ModelingМатрица аффинного преобразования в компьютерной графике: объединяет вращение + перенос + масштаб.
- Ex. 32.27UnderstandingПокажите, что умножение на единичную матрицу ничего не меняет. (Прямо из определения.)
- Ex. 32.28UnderstandingПокажите, что нулевая матрица при умножении даёт нулевую матрицу.
- Ex. 32.29ChallengeНайдите и такие, что . (Существуют — делители нуля!)
- Ex. 32.30ProofAnswer keyДокажите ассоциативность: .
Источники этого урока
- A First Course in Linear Algebra — Роберт А. Бизер · 2022 · EN · GFDL · гл. M и MM. Первичный источник.
- Linear Algebra Done Right — Шелдон Акслер · 2024, 4-е изд · EN · CC-BY-NC · гл. 3.
- Álgebra linear — Wikibooks · живой · PT-BR · CC-BY-SA.