元函数组成,每个函数都是变量的一次幂,故
而称之为线性变换。
上式的系数可构成一个m
矩阵
a11
A
a21
a12
a22
a1
a2
aij
m
aij
am1am2am
a11
A
a21
a12
a22
a1
a2
称之为线性变换的系数矩阵。
am1am2am
线性变换和系数矩阵是一一对应的。
如直角坐标系的旋转变换(变量xy到变量xy的变换)
xcosxsi
y
y
si
x
cosy
的系数矩阵为
A
cossi
si
cos
恒等变换
35
fy1x1
y2
x2
ymxm
的系数矩阵为
1
例
E
1
1
a11x1a12x2a1
x
0
同样,齐次线性方程组
a21x1a22x2a2
x
0
am1x1am2x2am
x
0
a11
与系数矩阵
A
a21
a12
a22
a1
a2
,也是一一对应的
am1am2am
a11x1a12x2a1
x
b1
非齐次线性方程组
a21x1a22x2a2
x
b2
am1x1am2x2am
x
bm
a11
与增广矩阵
A
a21
a12
a22
a1
b1a2
b2
也是一一对应的。
am1am2am
bm
第二节矩阵的运算
一、加法设Aaijm
,Bbijm
都是m
矩阵则加法定义为
36
f显然
a11
b11
A
B
a21b21
am1bm1
a12b12a22b22
am2bm2
a1
b1
a2
b2
am
bm
①ABBA,②ABCABA
二、数乘
设是数Aaijm
是m
矩阵则数乘定义为
a11
A
a21
am1
a12a22
am2
a1
a2
am
显然
①AA,②AAA,③ABAB
三、乘法
乘法运算比较复杂首先看一个例子
设变量tt2到变量x1x2x3的线性变换为
x1x2
b11t1b21t1
b12t2b22t2
x3b31t1b32t2
变量
x1
x2
x3到变量
y1
y2
的线性变换为
y1y2
a11x1a21x1
a12x2a22x2
a13x3a23x3
那么变量t1t2到变量y1y2的线性变换应为
y1y1
a11a21
b11t1b11t1
b12t2b12t2
a12b21t1b22t2a22b21t1b22t2
a13b31t1b32t2a23b31t1b32t2
即
37
f
y1y1
a11b11a12b21a13b31t1a21b11a22b21a23b31t1
a11b12a12b22a13b32t2a21b12a22b22a23b32t2
定义矩阵
的乘积为
a11a21
a12a22
a13a23
和
b11b21b31
b12b22b32
a11a21
a12a22
a13a23
b11b21b31
b12b22b32
a11b11a21b11
a12b21a22b21
a13b31a23b31
a11b12a21b12
a12b22a22b22
a13b32a23b32
按以上方式定义的乘法具有实际意义由此推广得到一般定义
设Aaijms,Bbijs
则乘法定义为
ABC
其中Ccijm
s
cijai1b1jai2b2jaisbsjaikbkjk1
ij1122m
注:两个矩阵相乘要求前一个矩阵的列数等于后一个矩阵的行
数;乘积矩阵的行数为前一个矩阵的行数列数为后一个矩阵的列数;
乘积矩阵的第i行,第j列元素为前一个矩r