線性運算

線性運算

線性運算是加法和數量乘法, 在實數領域像只包含加法和數量乘法二元一次方程就屬於線性運算,如y=3x+5。如果是矩陣的加法和數乘運算,就稱為矩陣的線性運算;如果是向量的加法和數乘運算,統稱為向量的線性運算。對於不同線性運算一般有不同的形式,它們滿足交換律、結合律、分配律等。

矩陣的線性運算

矩陣的加法和數乘運算,統稱為矩陣的 線性運算

矩陣加減法

定義

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是兩個 型矩陣,則矩陣

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稱為 和 的和,記為

線性運算 線性運算

矩陣的加法就是矩陣對應元素相加,當然,相加的矩陣必須要有相同的行數和列數,即只有同型矩陣方可相加。

由於矩陣加法歸結為它們元素的加法,即數的加法,故不難驗證矩陣加法滿足:

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(1)結合律:

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(2)交換律:

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明顯地,對零矩陣,有 。

定義2 矩陣

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稱為矩陣 的負矩陣,記為。

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顯然,有 一0,從而可定義矩陣減法為

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我們可以將負矩陣 看做是實數一1和矩陣 相乘所得,從而抽象出一般數和矩陣的數量乘法。

矩陣數量乘積

定義 矩陣

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稱為矩陣 與數 的數量乘積,記為。換句話說,用數 乘以矩陣 ,就是把矩陣的每個元素都乘上 。

不難驗證。數量乘積滿足下列運算規律:

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(1) (結合律);

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(2) ;

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(3) 。

向量的線性運算

向量的加法和數乘運算,統稱為 向量的線性運算

向量的加減法

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設n維向量 , ,規定向量 與 的和為

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規定向量 與 的差為

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向量的數乘

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設n維向量 ,各分量乘以數k所構成的向量,稱為數k與向量的數量乘積,簡稱數乘,記做 ,即

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容易驗證得到:

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(1 ) (加法交換律);

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(2) (加法結合律);

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(3) ;

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(4) ;

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(5) (數乘分配律);

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(6) (數乘分配律);

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(7) (數乘結合律);

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(8) 。

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上述定義與性質是針對行向量而言的,當與為列向量時,有類似結論。

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