Evanalysis
2.1有來源支持1 互動檢查點

2.1 矩陣基礎

在做行化簡前先建立矩陣直覺:大小、元素、行、列,以及矩陣記錄甚麼。

互動教材

MATH1030 互動教材

以互動為先的線性代數學習路徑,重點是運算、結構與理解。

章節 1

方程組

學習把方程讀成完整的解集。

章節 2

矩陣與消元

建立矩陣直覺,並有目的地使用行化簡。

章節 5

可逆性

理解甚麼情況下矩陣可以被反轉,以及這件事的重要性。

甚麼是矩陣

矩陣是一個長方形數字表。 它把資料整理成行和列,方便我們更有系統地處理。

定義

矩陣

矩陣是按行和列排成的長方形數字表。

先看大小

矩陣的大小寫作 m × n

  • m 是行數。
  • n 是列數。

如果 m = n,這個矩陣就是方陣。

逐個元素去讀

A 是一個矩陣,a_{ij} 表示第 i 行第 j 列的元素。這種記號 很重要,因為之後你可以精確指出一個數在矩陣中的位置。

例題

仔細讀一個矩陣

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

這個矩陣有 2 行 3 列,所以大小是 2 × 3。 第 2 行第 3 列的元素是 4

為甚麼有用

學會讀矩陣後,你就可以用它來記錄方程組、追蹤行變換,並在之後判 斷矩陣是否可逆。

邊讀邊用下面的小工具試一試。改一個元素,再選一個輸出位置,看看第一個矩陣的一行和第二個矩陣的一列, 是怎樣湊成那一格的。

邊讀邊試

矩陣乘法視覺化

互動工具會在你改變 A 與 B 的元素時,即時更新 AB 的每一格。

結果

89
34

8 = 1×2 + 2×3

常見錯誤

常見錯誤

不要把行和列調亂

第一個下標是行號,不是列號。a_{23} 代表第 2 行第 3 列。

快速檢查

快速檢查

一個 3 行 4 列的矩陣,大小是甚麼?

解答

答案

預備連結

如果想看方程組如何變成矩陣,可先回看 1.1 方程與解集

先備知識

這個單元可以獨立閱讀。

本單元重點詞彙

來源追蹤

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

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