最后,还有一个较为复杂的操作矩阵乘法.定义了两个矩阵的乘积只要当第一个矩阵的列数与第二个矩阵的行数相同时;换句话说,它只能相乘
m×N和
N×P.大小矩阵。在定义产品时,这将是清楚的:
产品
P.的
m×N矩阵
一种和
N×P.矩阵
B.满足
P.一世那j=一种一世那*⋅B.*那j
对所有人
一世那j矩阵的大小之内。
这里
一种一世那*表示这一点
一世TH.行
一种,这是一个向量, 和
B.*那j表示这一点
jTH.列
B.,这也是一个矢量。因此,点
(⋅)在这种情况下,指的是乘以由此定义的载体点积.请注意,
一世和
j在被定义
1≤.一世≤.m和
1≤.j≤.P.,所以产品
P.将是一个
m×P.矩阵。
这条规则似乎有些武断,所以最好通过一个例子来说明:
什么是
(14.25.3.6.)⎝⎛13.5.24.6.⎠⎞还是
首先,请注意第一个矩阵是
2×3.第二是
3.×2,所以他们的产品确实定义,将是一个
2×2矩阵。首先考虑这一点
1那1产品的元素:
(P.1那1P.2那1P.1那2P.2那2)=(14.25.3.6.)⎝⎛13.5.24.6.⎠⎞.
它等于的点积
1英石行所述第一矩阵和所述的
1英石所述第二矩阵的列,即
(P.1那1P.2那1P.1那2P.2那2)P.1那1=(14.25.3.6.)⎝⎛13.5.24.6.⎠⎞=(1那2那3.)⋅(1那3.那5.)=1⋅1+2⋅3.+3.⋅5.=22.
因此,结果的左上方进入是22.矩阵的其余部分可以以相同的方式填充;例如,
(P.1那1P.2那1P.1那2P.2那2)=(14.25.3.6.)⎝⎛13.5.24.6.⎠⎞.
最终的结果是
P.=(224.9.28.6.4.).□
如果
一种=⎝⎛12-3.-23.13.-12⎠⎞和
B.=⎝⎛10.10.12220.⎠⎞那然后找到
一种B.和
B.一种.你能从最后的两个矩阵中得出什么结论?
这两个
一种和
B.是顺序的方形矩阵
3.×3..因此,这两
一种B.和
B.一种是明确的,并且是相同顺序的矩阵
3.×3..
一种B.B.一种=⎝⎛12-3.-23.13.-12⎠⎞⋅⎝⎛10.10.12220.⎠⎞=⎝⎛1⋅1+(-2)⋅0.+3.⋅12⋅1+3.⋅0.+(-1)⋅1(-3.)⋅1+1⋅0.+2⋅11⋅0.+(-2)⋅1+3.⋅22⋅0.+3.⋅1+(-1)⋅2-3.⋅0.+1⋅1+2⋅21⋅2+(-2)⋅2+3.⋅0.2⋅2+3.⋅2+(-1)⋅0.-3.⋅2+1⋅2+2⋅0.⎠⎞=⎝⎛4.1-14.15.-210.-4.⎠⎞=⎝⎛10.10.12220.⎠⎞⋅⎝⎛12-3.-23.13.-12⎠⎞=⎝⎛-5.-4.5.0.5.4.7.3.1⎠⎞.
很明显,你可以看到,
一种B.=B.一种.因此,我们可以得出结论:矩阵的乘积不一定是可交换.
□
假设
X和
y满足以下等式:
(X2y1)(Xy0.X)=2(10.3.6.-X0.)+(5.4.2XX).
评估
X+y.
它仍然是公认不清楚为什么矩阵乘法是以这种方式定义的。一种主要原因是在使用线性方程系统。每个等式的系数可以组装成一个系数矩阵和变量可以被布置成列向量。系数矩阵和列向量的乘积本身将是列向量,每个方程的值。例如,方程系统
⎩⎪⎨⎪⎧X+2y+3.Z.3.X+y+4.Z.2X+4.y-Z.=9.=12=4.
能用更简洁的形式写出来吗
⎝⎛13.2214.3.4.-1⎠⎞⎝⎛XyZ.⎠⎞=⎝⎛9.124.⎠⎞.
除了节省空间之外,这是一个非常有用的转换;特别地,如果可以“划分”矩阵,很容易找出什么
X那y那Z.通过划分系数矩阵。不幸的是,部门需要更多的努力来定义,因此对此的进一步解释将留给后面的部分。
作为有关矩阵乘法的警告,了解以下是非常重要的:
矩阵乘法是不是交换。换句话说,它是不是一般来说
一种B.=B.一种.
看到这是最简单的方法是矩阵乘法仅限于
m×N和
N×P.矩阵;扭转他们的订单给出了一个产品
N×P.矩阵和AN
m×N矩阵,
P.不一定等于
m.即使在这样的情况下(例如,方阵),乘法通常是不可交换的。矩阵
一种那B.这确实满足
一种B.=B.一种被(适当地)称为通勤矩阵.
做两个矩阵
(10.10.)和
(210.1)通勤?
没有,因为
(10.10.)(210.1)=(3.0.10.)
但
(210.1)(10.10.)=(2121).□
最后,值得注意的是一个特殊的矩阵:在身份矩阵
一世N=⎝⎜⎜⎜⎜⎜⎛10.0.⋮0.0.10.⋮0.0.0.1⋮0...................⋱......0.0.0.⋮1⎠⎟⎟⎟⎟⎟⎞那
这是一个
N×N除了主角线之外的零点是零的矩阵,其包含所有1S。例如,
一世2=(10.0.1)那一世3.=⎝⎛10.0.0.10.0.0.1⎠⎞.
它满足属性,
一世一种=一种一世=一种
对于任何一个
N×N矩阵
一种.原因应该从上述定义中清除。