《線性代數的本質》筆記(04-附註1-05)

小丑与锁鸟發表於2024-04-14

04-矩陣乘法與線性變換複合的聯絡

問:如何描述連續兩個線性變換?
答:先左乘一個矩陣,再左乘一個。如果我們用一個矩陣來描述這個複合過程,那麼這個矩陣應該等於兩個矩陣的乘積,這就是矩陣的乘法。

如何理解上圖:把右側矩陣M2看作看作第一次變換後的\(\hat{i}\) 向量和\(\hat{j}\) 向量,然後再分別考慮兩個向量在第二次變換後的狀態,分別寫入複合矩陣的兩列中!

附註1-三維空間的線性變換

三維空間的線性變換由三個基向量的變化(一個3*3的矩陣)完全決定。

05-行列式

行列式:一個二維平面中線性變換中面積變化的比例(帶符號)。考慮基向量,就是圍成正方形變換後的面積。
行列式為0:將整個空間壓扁成線或點這樣更小的空間上
變換後,如果\(\hat{j}\)位於\(\hat{i}\)右邊,說明空間發生了翻轉,行列式為負。

三維空間中,行列式是體積縮放的比例。行列式為0,說明被壓縮到了平面/直線/點上。此時矩陣的列線性相關(至少有一個列不能張成新的空間維度)
右手定則:食指i,中指j,大拇指為k。如果變換後要換成左手,說明行列式為負。

-問:如何計算行列式?
-答:通常不用太在意,可以參考下圖或者用克萊姆法則等方式。

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