請問乙個普通的矩陣(比如乙個二階矩陣)能作為乙個向量嗎?

時間 2021-05-29 22:47:24

1樓:天下無難課

「向量」是乙個陣列,就是把n個數組成乙個運算的基本單位,而線性組合就是用幾個這類陣列加起來,形成乙個新的陣列(向量)。矩陣是啥?就是你選定幾個陣列,然後用乙個方框把它們框起來,那意思是我就要用這些陣列來做組合了。

但是,每次做組合(向量加法)時所用的係數(由向量x來表達)或不同。所以,在y=Ax的線性組合表示式裡,A是恆定的,變的是x。對於y=Ax,無論x取啥,總能讓A組合出乙個y來,但反過來,對乙個A,若先給出乙個y來,要找到x,就未必了。

用乙個矩陣來作為乙個向量?向量裡的每乙個元素都是乙個數字,而乙個矩陣的構成單元是向量。這個意思是說要用幾個矩陣去「線性組合」成另乙個矩陣麼?

還是在y=Ax形式下,假設A裡的構造單元不是向量,而是矩陣,y也就不是乙個向量,而是乙個矩陣了。如果是這樣,Ax還是能有結果的,但若有乙個目標y(也是乙個矩陣了),要反過來找到乙個x,能有乙個普適的運算過程麼?還沒想出來。

如果逆運算出不來,用矩陣來作為A的構造單元這事就沒啥好玩的了吧。

2樓:Iterator

除了矩陣之外,其他任意的元素也都行,只要滿足以下這幾條[1]:

1. 首先,定義加法,使得元素關於加法封閉;其次,定義數乘,使得元素關於數乘封閉。

即:設 是非空集合, 是(實或復)數域。在 及 上定義了兩種運算:

加法:對 在 中有惟一的元素與之對應,記這個元素為 ,稱為 的和;

數乘:對 ,在 中有惟一的元素與之對應,記這個元素為 ,稱為 與 的積.

2. 最後,如果滿足下述8條定義,則稱是數域上的線性空間,中的元素稱為是向量。

1. (通俗點:交換律)

2. (通俗點:結合律)

3. (通俗點:零元素)

4. (通俗點:負元素)

5. 6. (通俗點:結合律)

7. (通俗點:分配律)

8. (通俗點:分配律)

注:1. (通俗點:關於通常意義的向量加法與數乘構成 上線性空間)

2. (通俗點:關於矩陣的加法及數乘構成 上線性空間)

3.不滿足的例子

4. 對3定義新的運算就滿足了

3樓:

向量是依附於線性空間的概念,線性空間裡面的元素稱為向量。

常見的Rn是個線性空間,(1,2,3)這種就是Rn裡面的向量。

m×n矩陣的全體構成線性空間,裡面的矩陣當然也就是這個語境下的向量。

4樓:理呆哥

矩陣化為向量有時候可以使分析簡便。

舉個例子,設矩陣為 ,其中 是矩陣的列向量。令矩陣的向量化操作為

也就是說,把矩陣的列向量,按從左到右的順序,從上到下排成乙個長長的列向量。

對應的逆向量化操作為

這樣,一些矩陣運算可以化為向量運算

比如求跡

其中 ,

矩陣乘化為向量表示如下

其中 , 表示Kronecker積

有了式(1),我們可以解如下矩陣方程

,其中, 已知,且 可逆

由式(1),對方程(2)兩邊取向量化,然後得到

其中矩陣 , , 。式(3)的解為 ,再對 做逆向量化 就可以了

式(2)到式(3)看似脫褲子放屁,但如果要求解下述有關矩陣 的方程,這個向量化操作就有點「神來之筆」的意思了

其中, 不一定都是可逆的。

我們仍對方程兩邊取向量化,得到

其中, ,, 。

如果 可逆,那麼方程(5)有唯一解。

OK。我們可以進一步用式(4,5)的結果解決一些有關矩陣的微分方程問題。比如下面的方程,

這裡給定 。

類似式(4,5)的操作,我們可以有

其中, ,。這樣,我們就把矩陣微分方程(6)轉化為向量微分方程(7),這是多麼熟悉的味道~

我們有。

最後再對 逆向量化即可得到

注:向量化操作對應於Matlab的reshape函式。

參考文獻

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