一個數字方陣
矩陣就是把一些數字排成長方形,按水平的列和垂直的行對齊,並用括號框起來。裡面的每個數字稱為一個元素。整個想法就是這樣——矩陣把許多數字裝進一個整齊的包裹,讓我們可以把一張資料表,或一整組方程式的係數,當作一個單一物件來攜帶。
column 1 column 2 column 3 row 1 [ 2 -1 0 ] row 2 [ 5 3 7 ] This matrix has 2 rows and 3 columns. The entry in row 2, column 3 is 7. We write it a(2,3) = 7.
維數與形狀
矩陣的維數(或尺寸)寫作「列×行」。有 2 列 3 行的矩陣就是 2 × 3 矩陣,讀作「二乘三」。當列數等於行數時,我們就有了一個方陣——而方陣正是能擁有行列式和反矩陣的那一類,這也是本軌道後面真正威力所在。
兩個裝著相同數字但形狀不同的矩陣並不是同一個矩陣——形狀很重要。1 × 3 的矩陣(一列)叫列矩陣;3 × 1 的矩陣(一行)叫行矩陣。這些「瘦長」的矩陣正是我們用來打包單個點或一串數值的方式。
- 數水平的列——這是第一個數字。
- 數垂直的行——這是第二個數字。
- 把尺寸寫成列×行;若兩者相等,它就是方陣。
兩個特殊矩陣
零矩陣的每個元素都等於 0;它的作用就像數字 0——加上它什麼都不改變。單位矩陣記作 I,是方陣,主對角線(左上到右下)上全是 1,其餘位置全是 0。在矩陣乘法中它的作用就像數字 1:乘以 I 不會改變一個矩陣。
Zero matrix (2x2): Identity matrix I (3x3):
[ 0 0 ] [ 1 0 0 ]
[ 0 0 ] [ 0 1 0 ]
[ 0 0 1 ]
The diagonal of I is all 1's; everything off it is 0.