單位矩陣就是矩陣的「1」
回想一下 單位矩陣 I:對角線上是 1,其餘是 0。它的表現完全像數字 1,因為乘上它什麼都不變——I*A = A,A*I = A。正如 1 是普通乘法的錨點,I 是 矩陣乘法 的錨點。
逆能撤銷一個矩陣
A 的 逆(記作 A^(-1))就是那個能撤銷 A 的矩陣。先用 A,再用 A^(-1),你就回到了出發點:A^(-1)*A = I,A*A^(-1) = I。如果 A 旋轉 30 度,A^(-1) 就轉回去 30 度。
A = [[2,0],[0,4]] A^(-1) = [[0.5,0],[0,0.25]] A * A^(-1) = [[1,0],[0,1]] = I
逆什麼時候存在?
這裡有個誠實的陷阱:並非每個矩陣都有逆。一個方陣 A 可逆,當且僅當它的 行列式不為零。2x2 矩陣 [[a,b],[c,d]] 的行列式是 a*d - b*c;如果它算出來是 0,這個矩陣就把空間壓扁了,再也沒法撤銷。
A = [[2,1],[1,3]] det = 2*3 - 1*1 = 5 (nonzero -> invertible) B = [[2,4],[1,2]] det = 2*2 - 4*1 = 0 (zero -> NO inverse)
但你其實並不真去求逆
從概念上講,逆能一行解決 A*x = b:兩邊都乘 A^(-1),得到 **x = A^(-1)*b**。這是個漂亮的公式,也正是*思考*這個解的正確方式。