矩陣乘法的本質(線性空間篇,知乎:馬同學)


首先矩陣的乘法,本質是一種運動(????知乎的評論里更正了是變換,運動是過程)

1.線性空間

1.1概念

在一片混沌的空白空間,假裝自己不知道坐標系的概念(???)

隨便選個點作為原點,以此原點做兩個單位正交的向量,然后平面上的某個點可以這樣表示:

 

因為是單位向量所以簡化后

整個二維平面上的點,顯然都可以通過 a\vec{i_{}}+b\vec{j_{}},a\in \mathbb {R},b\in \mathbb {R} 的方式來表示。

 

\vec{i_{}},\vec{j_{}} 所張成的線性空間。

那么如果\vec{i_{}},\vec{j_{}} 不正交,長度也不相等呢?構成的空間是什么樣的呢?

就變成這樣了!!!(Ohhhhhhhh)

如果這兩個向量\vec{i_{}},\vec{j_{}}在一條直線上,就只能張成一維空間(知道設么樣的是一條直線上么,斜率一樣的兩個向量!不知道是不是斜率,反正就比例吧)

同理如果兩個向量都是原點,那么久只能張成零維空間了,也就是點。

 

2.矩陣乘法的幾何意義


在線性代數中,某個點要放到線性空間中討論才有意義,要不然我們連坐標都沒法給出

旋轉矩陣 A=\begin{bmatrix} cos(\theta ) & -sin(\theta ) \\ sin(\theta ) & cos(\theta ) \end{bmatrix}讓 \vec{x_{}}通過旋轉,到達目的地 \vec{b_{}}

可是這又是怎么實現的呢?

原來就是兩個構成坐標系向量的運動轉換!就是個上車下車的問題!

坐標向量運動停止后,x下車,回到原本的那個空間,從而完成移動(風后奇門??奇門遁甲??矩陣變換這么玄學么,身不動世界動?)

 


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