Evanalysis
2.1有来源支持1 互动检查点

2.1 矩阵基础

在做行化简前先建立矩阵直觉:大小、元素、行、列,以及矩阵记录什么。

互动教材

MATH1030 互动教材

以互动为先的线性代数学习路径,重点是运算、结构与理解。

章节 1

方程组

学习把方程读成完整的解集。

章节 2

矩阵与消元

建立矩阵直觉,并有目的地使用行化简。

章节 5

可逆性

理解什么情况下矩阵可以被反转,以及这件事的重要性。

什么是矩阵

矩阵是一个长方形数字表。 它把资料整理成行和列,方便我们更有系统地处理。

定义

矩阵

矩阵是按行和列排成的长方形数字表。

先看大小

矩阵的大小写作 m × n

  • m 是行数。
  • n 是列数。

如果 m = n,这个矩阵就是方阵。

逐个元素去读

A 是一个矩阵,a_{ij} 表示第 i 行第 j 列的元素。这种记号 很重要,因为之后你可以精确指出一个数在矩阵中的位置。

例题

仔细读一个矩阵

A=[120314].A = \begin{bmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 3 & -1 & 4 \end{bmatrix}.

这个矩阵有 2 行 3 列,所以大小是 2 × 3。 第 2 行第 3 列的元素是 4

为什么有用

学会读矩阵后,你就可以用它来记录方程组、追踪行变换,并在之后判 断矩阵是否可逆。

边读边用下面的小工具试一试。改一个元素,再选一个输出位置,看看第一个矩阵的一行和第二个矩阵的一列, 是怎样凑成那一格的。

边读边试

矩阵乘法可视化

互动工具会在你改变 A 与 B 的元素时,即时更新 AB 的每一格。

结果

89
34

8 = 1×2 + 2×3

常见错误

常见错误

不要把行和列调乱

第一个下标是行号,不是列号。a_{23} 代表第 2 行第 3 列。

快速检查

快速检查

一个 3 行 4 列的矩阵,大小是什么?

解答

答案

预备链接

如果想看方程组如何变成矩阵,可先回看 1.1 方程与解集

先备知识

这个单元可以独立阅读。

本单元重点词汇

来源追踪

reference/MATH1030/MATH1030-Notes.pdf (§2.1, §3.1-§3.2)

reference/MATH1030/1030gi-n01-01.pdf