如图:这个是4×2矩阵,即4行2列,如$m$为行,$n$为列,那么$m×n$即4×2
矩阵的维数即行数×列数
矩阵元素(矩阵项):$A=\left[ \begin{matrix} 1402 & 191 \ 1371 & 821 \ 949 & 1437 \ 147 & 1448 \\end{matrix} \right]$
$A_{ij}$指第$i$行,第$j$列的元素。
向量是一种特殊的矩阵,讲义中的向量一般都是列向量,如: $y=\left[ \begin{matrix} {460} \ {232} \ {315} \ {178} \\end{matrix} \right]$
为四维列向量(4×1)。
如下图为1索引向量和0索引向量,左图为1索引向量,右图为0索引向量,一般我们用1索引向量。
$y=\left[ \begin{matrix} {{y}{1}} \ {{y}{2}} \ {{y}{3}} \ {{y}{4}} \\end{matrix} \right]$,$y=\left[ \begin{matrix} {{y}{0}} \ {{y}{1}} \ {{y}{2}} \ {{y}{3}} \\end{matrix} \right]$
参考视频: 3 - 2 - Addition and Scalar Multiplication (7 min).mkv
矩阵的加法:行列数相等的可以加。
例:
矩阵的乘法:每个元素都要乘
组合算法也类似。
参考视频: 3 - 3 - Matrix Vector Multiplication (14 min).mkv
矩阵和向量的乘法如图:$m×n$的矩阵乘以$n×1$的向量,得到的是$m×1$的向量
算法举例:
参考视频: 3 - 4 - Matrix Matrix Multiplication (11 min).mkv
矩阵乘法:
$m×n$矩阵乘以$n×o$矩阵,变成$m×o$矩阵。
如果这样说不好理解的话就举一个例子来说明一下,比如说现在有两个矩阵$A$和$B$,那么它们的乘积就可以表示为图中所示的形式。
参考视频: 3 - 5 - Matrix Multiplication Properties (9 min).mkv
矩阵乘法的性质:
矩阵的乘法不满足交换律:$A×B≠B×A$
矩阵的乘法满足结合律。即:$A×(B×C)=(A×B)×C$
单位矩阵:在矩阵的乘法中,有一种矩阵起着特殊的作用,如同数的乘法中的1,我们称这种矩阵为单位矩阵.它是个方阵,一般用 $I$ 或者 $E$ 表示,本讲义都用 $I$ 代表单位矩阵,从左上角到右下角的对角线(称为主对角线)上的元素均为1以外全都为0。如:
$A{{A}^{-1}}={{A}^{-1}}A=I$
对于单位矩阵,有$AI=IA=A$
参考视频: 3 - 6 - Inverse and Transpose (11 min).mkv
矩阵的逆:如矩阵$A$是一个$m×m$矩阵(方阵),如果有逆矩阵,则:$A{{A}^{-1}}={{A}^{-1}}A=I$
我们一般在OCTAVE或者MATLAB中进行计算矩阵的逆矩阵。
矩阵的转置:设$A$为$m×n$阶矩阵(即$m$行$n$列),第$i $行$j $列的元素是$a(i,j)$,即:$A=a(i,j)$
定义$A$的转置为这样一个$n×m$阶矩阵$B$,满足$B=a(j,i)$,即 $b (i,j)=a(j,i)$($B$的第$i$行第$j$列元素是$A$的第$j$行第$i$列元素),记${{A}^{T}}=B$。(有些书记为A'=B)
直观来看,将$A$的所有元素绕着一条从第1行第1列元素出发的右下方45度的射线作镜面反转,即得到$A$的转置。
例:
${{\left| \begin{matrix} a& b \ c& d \ e& f \\end{matrix} \right|}^{T}}=\left|\begin{matrix} a& c & e \ b& d & f \\end{matrix} \right|$
矩阵的转置基本性质:
$ {{\left( A\pm B \right)}^{T}}={{A}^{T}}\pm {{B}^{T}} $ ${{\left( A\times B \right)}^{T}}={{B}^{T}}\times {{A}^{T}}$ ${{\left( {{A}^{T}} \right)}^{T}}=A $ ${{\left( KA \right)}^{T}}=K{{A}^{T}} $
matlab中矩阵转置:直接打一撇,x=y'。