通用功能——矩阵的操作

写这篇文章,是为了重温一下还给老师的数学知识,加上前段时间 Android 开发过程中自定义View时设计到矩阵的变换,就找了一下资料,重新复习复习,内容大多数来自百度百科,记录下来一是熟悉一下概念,另外是熟悉下Markdown下数学公式的书写。

概念

由 $m \times n$ 个数$a_{ij}$排成的m行n列的数表称为$m$行$n$列的矩阵,简称$m\times n$矩阵。记作:

这$m \times n$ 个数称为矩阵$A$的元素,简称为,数$a_{ij}$位于矩阵$A$的第$i$行第$j$列,称为矩阵$A$的$(i,j)$元,以数 $a_{ij}$为$(i,j)$元的矩阵可记为$(a_{ij})$或$(a_{ij})m \times n$,$m\times n$矩阵$A$也记作$Amn$。

元素是实数的矩阵称为实矩阵,元素是复数的矩阵称为复矩阵。而行数与列数都等于n的矩阵称为n阶矩阵n阶方阵

基本运算

矩阵的基本运算包括加法,减法,数乘,转置,共轭和共轭转置

加法

只有同形矩阵才能进行加法运算:

同形矩阵:指的是行 和 列 都相同的矩阵。

加法满足以下运算律(交换律和结合律)

同形矩阵$A$、$B$、$C$

减法

只有同形矩阵才能进行减法法运算:

数乘

矩阵的数乘满足以下运算律:

矩阵的加法、减法以及数乘 合称为矩阵的线性运算。

转置

把矩阵$A$的行和列交换所产生的矩阵称为$A$的转置矩阵$(A^T)$,这一过程称之为矩阵的转置

注意:转置表示 第一行全部按顺序放在第一列,第一列全部按顺序放在第一行

矩阵的转置满足一下运算律:

共轭

矩阵的共轭定义为:$(A)_{i,j}=\overline {A_{i,j}}$ .一个2×2复数矩阵的共轭(实部不变,虚部取负)如下所示:

则 $A$ 的共轭矩阵 $\overline A$

共轭转置

矩阵的共轭转置定义为:$(A^{\ast})_{i,j} = \overline {A_{j,i}}$。顾名思义,就时先共轭,在转置,表示${A^\ast}=(\overline{A})^T=\overline{(A^T)}$,示例还是上面的A:

则$A^{\ast}$为:

乘法

乘法不算在基本运算里说明乘法十分重要,矩阵乘法的定义入戏:

两个矩阵的乘法仅当第一个矩阵A的列数和另一个矩阵B的行数相等时才能定义。如$A$是m×n矩阵和$B$是n×p矩阵,它们的乘积$C$是一个m×p矩阵$C=(c_{ij})$ ,它的一个元素:

并将此乘积记为:$C=AB$

例如:

参考链接

  1. 矩阵(数学术语)_百度百科