矩阵的乘法与特殊矩阵

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矩阵乘法

普通矩阵乘

普通矩阵乘是应用最广泛的矩阵乘,

这里需要特别注意的是,只有相邻阶数匹配的矩阵才能相乘,例如,一个 n×k 矩阵 A 和一个 k×m 矩阵 B 相乘,最后得出 n×m 矩阵 C,而这里的 k 就是相邻阶数。

哈达玛积

哈达玛积其实在数学中不常看到,不过,在编程中哈达玛积非常有用,因为它可以用来同时计算多组数据的乘积,计算效率很高。

克罗内克积

克罗内克积是以德国数学家利奥波德·克罗内克(Leopold Kronecker)的名字命名的。它可以应用在解线性矩阵方程和图像处理方面,当然从更时髦的角度说,它还能用在量子信息领域,我们也称之为直积或张量积。

和普通矩阵乘和哈达玛积不同的是,克罗内克积是两个任意大小矩阵间的运算,表示为 A×B,如果 A 是一个 m × n 的矩阵,而 B 是一个 p×q 的矩阵,克罗内克积则是一个 mp×nq 的矩阵。

矩阵的特性

结合律

任意实数 m×n 矩阵 A,n×p 矩阵 B,p×q 矩阵 C 之间相乘,满足结合律 (AB)C=A(BC)

分配律

任意实数 m×n 矩阵 A 和 B,n×p 矩阵 C 和 D 之间相乘满足分配律 (A+B)C=AC+BC,A(C+D)=AC+AD。

单位矩阵乘

任意实数 m×n 矩阵 A 和单位矩阵之间的乘,等于它本身 A。

特殊矩阵

逆矩阵

A 乘以它的逆矩阵 A−1 就等于单位矩阵,即 A×A−1=I(I 即单位矩阵),反过来也一样,A−1×A=I。

此文章为3月Day14学习笔记,内容来源于极客时间《 03 | 矩阵:为什么说矩阵是线性方程组的另一种表达? (geekbang.org)