Signed-off-by: sairate <sairate@sina.cn>
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@ -19,5 +19,8 @@ $ mkdocs serve # 在本地启动服务器预览
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## 贡献
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我们欢迎和鼓励所有人贡献自己的知识和经验!请阅读我们的 [贡献指南](CONTRIBUTING.md) 以了解如何开始。
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我们欢迎和鼓励所有人贡献自己的知识和经验!
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- 在工单中提交需求
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
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矩阵运算在数学和计算机科学中是一个重要的概念,尤其在线性代数、图形处理、机器学习等领域应用广泛。下面我来介绍一些基本的矩阵运算,包括加法、减法、乘法和转置等。
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### 1. 矩阵加法和减法
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矩阵加法和减法要求两个矩阵的维度相同。矩阵中的对应元素进行逐元素相加或相减。
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**例如:**
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设有两个矩阵 \( A \) 和 \( B \),如下:
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\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 5 & 6 \\ 7 & 8 \end{pmatrix} \]
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**加法:**
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\[ A + B = \begin{pmatrix} 1+5 & 2+6 \\ 3+7 & 4+8 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 6 & 8 \\ 10 & 12 \end{pmatrix} \]
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**减法:**
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\[ A - B = \begin{pmatrix} 1-5 & 2-6 \\ 3-7 & 4-8 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -4 & -4 \\ -4 & -4 \end{pmatrix} \]
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### 2. 矩阵乘法
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矩阵乘法是矩阵运算中最常见的一种操作。矩阵 \( A \) 的列数必须等于矩阵 \( B \) 的行数。结果矩阵的维度为 \( A \) 的行数和 \( B \) 的列数。
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**例如:**
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设有矩阵 \( A \) 和 \( B \),如下:
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\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 5 & 6 \\ 7 & 8 \end{pmatrix} \]
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**乘法:**
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\[ A \times B = \begin{pmatrix} 1\times5 + 2\times7 & 1\times6 + 2\times8 \\ 3\times5 + 4\times7 & 3\times6 + 4\times8 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 19 & 22 \\ 43 & 50 \end{pmatrix} \]
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### 3. 矩阵转置
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矩阵的转置是将矩阵的行和列互换。对于矩阵 \( A \) 的转置矩阵记作 \( A^T \)。
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**例如:**
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设矩阵 \( A \) 如下:
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\[ A = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 4 & 5 & 6 \end{pmatrix} \]
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**转置:**
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\[ A^T = \begin{pmatrix} 1 & 4 \\ 2 & 5 \\ 3 & 6 \end{pmatrix} \]
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### 4. 单位矩阵和逆矩阵
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- **单位矩阵** \( I \) 是一个对角线上全为1,其余元素为0的方阵。它在矩阵乘法中起着类似于数字1在数乘中的作用。
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**例如:**
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\[ I = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \]
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- **逆矩阵** \( A^{-1} \) 是一个矩阵,使得 \( A \times A^{-1} = I \)。只有方阵(行数等于列数)并且行列式不为零的矩阵才有逆矩阵。
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### 5. 矩阵行列式
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行列式是一个标量值,可以用于判断矩阵是否可逆。对于 \( 2 \times 2 \) 的矩阵 \( A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} \),行列式 \( \det(A) \) 计算如下:
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\[ \det(A) = ad - bc \]
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如果行列式不为零,矩阵 \( A \) 可逆。
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### 6. Python 中的矩阵运算
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在 Python 中,NumPy 是一个常用的库来进行矩阵运算。
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```python
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import numpy as np
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# 定义矩阵
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A = np.array([[1, 2], [3, 4]])
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B = np.array([[5, 6], [7, 8]])
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# 矩阵加法
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C = A + B
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# 矩阵乘法
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D = np.dot(A, B)
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# 矩阵转置
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E = A.T
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# 矩阵的行列式
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det_A = np.linalg.det(A)
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# 矩阵的逆
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inv_A = np.linalg.inv(A)
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print("矩阵加法结果:\n", C)
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print("矩阵乘法结果:\n", D)
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print("矩阵转置结果:\n", E)
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print("矩阵的行列式:", det_A)
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print("矩阵的逆:\n", inv_A)
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```
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这些基本运算为许多复杂的线性代数问题打下了基础。如果你对更高级的矩阵运算或应用有兴趣,可以继续深入学习特征值分解、奇异值分解等内容。
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- 信息学发展史(近代版): basic/program/信息学发展史(近现代).md
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- 数学基础:
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- 进制转换: basic/math/进制转换.md
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- 矩阵运算: basic/math/矩阵运算.md
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