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什么是矩阵?

矩阵不过是一格一格的数字,但这张格子可以有三种读法——一张数据表、一列列向量的清单、一台搬动向量的机器。在合适的时机选对读法,线性代数就懂了一半。

一格一格的数字

矩阵 就是一个按行和列排好的长方形数字格子。当一个矩阵有 m 行 n 列时,我们就说它是 m 乘 n 的——永远是行在前、列在后。下面这个矩阵是 2 乘 3 的:两行,三列。

A = [[1, 2, 3],
     [4, 5, 6]]   <- 2 rows, 3 columns (2-by-3)
每个数字都有一个 (行, 列) 的位置。

三种读法

读法一——数据表。 行是一条条记录,列是一个个特征。三个学生,每人两科成绩:它就是一张擦掉了边框的电子表格。

读法二——一列列 [[vector|向量]] 的清单。 把格子竖着切成一条条。每一列都是一个 向量,矩阵就是这些向量并肩站在一起。这是我们最常用的读法。

读法三——一台机器。 喂给矩阵一个向量,它就还给你一个新向量。在这种读法里,矩阵是一个*函数*:输入数字,输出数字。下一篇指南整篇都活在这种读法里。

翻一下:转置

转置(记作 A^T)把矩阵沿对角线翻过来:行变成列,列变成行。一个 2 乘 3 的矩阵会变成 3 乘 2。这是把「一列列的清单」变成「一行行的清单」而一个数字都不丢的最干净办法。

A   = [[1,2,3],     A^T = [[1,4],
       [4,5,6]]            [2,5],
                           [3,6]]
转置:2 乘 3 翻成 3 乘 2。