什么是矩阵(如何用矩阵求法向量)

矩阵一词是由英国数学家詹姆斯·西尔弗特(1814-1897)首先提出的。另一位数学家亚瑟·凯利(1821-1895)也独立发展了矩阵理论,并用它来解线性方程组。

如今,矩阵被广泛应用于高速计算机以及自然科学和社会科学的其他分支中来解决问题。矩阵和微积分构成了现代数学和科学的基础。

在我们周围的世界里,我们看到学校里的学生排成一行(横线)和一列(竖线),教室里的椅子排成一行和一列,等等。这种排列称为矩阵排列或简称矩阵。因此,当对象按行和列排列时,这样的排列称为矩阵。

矩阵的定义:将数排列成m行n列称为mxn阶矩阵。

矩阵通常用大写字母A,B,C,…表示,而它们的元素或项用小写字母A,B,C,…

例如:

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这种形式的矩阵称为表格矩阵。矩阵也可以缩写形式书写,例如:

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矩阵的类型

常见的矩阵如下:

行矩阵-如果一个矩阵只有一个行矩阵,那么它就是一个行矩阵,例如:

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列-如果矩阵只有一列,则称为列矩阵,例如:

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矩形矩阵-如果矩阵的行数和列数不相等,则称为矩形矩阵。

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方阵——如果一个矩阵的行数等于列数,就叫方阵。

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对角矩阵——如果主对角线上至少有一个元素非零,而其他元素都为零,则称方阵为对角矩阵。

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比例矩阵——如果一个对角矩阵的所有对角元素都相同,则称之为比例矩阵。

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单位矩阵——如果一个对角矩阵的所有对角元素都等于1,用I表示,那么这个对角矩阵就是单位矩阵。

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三角矩阵-如果主对角线上方的所有元素都是零(下三角矩阵),或者主对角线下方的所有元素都是零(上三角矩阵),则方阵是三角矩阵。

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或者零矩阵——如果一个矩阵的所有元素都等于零,则称为零或零矩阵。用o表示。

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矩阵的转置——假设A是给定的矩阵,将行变换成列得到的矩阵称为A的转置,用来表示。

如果:

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所以:

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矩阵的代数运算

矩阵加法,(两个矩阵必须有相同的行数和列数)就是在相应的行和列位置上加相同的行数和列数,例如:

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矩阵减法,(两个矩阵必须有相同的行数和列数)就是通过减法把相同的行数和列数放到相应的行列位置,例如:

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矩阵的比例运算

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矩阵乘法,(AB只有在矩阵A的列数等于矩阵B的行数时才能存在)。AB的元素位置(1,1)是通过将A的第一行和B的第一列中的相应元素的乘积相加而获得的,例如:

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