수학/선형대수학

[선형대수학] 2.1 행렬 연산 - Matrix Operations - 행렬 표기법, 덧셈, 곱, 전치

AI 꿈나무 2020. 11. 7. 14:03
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이번에 공부할 내용은 행렬 연산(Matrix Operations)입니다.

 

 행렬 표기법 - Matrix Notation

 행렬 덧셈 - Matrix Sum

 스칼라 곱 - Scalar Multiple

 행렬 곱 - Matrix Multiplication

 행렬의 전치 - The transpose of a matrix

 

1. 행렬 표기법 - Matrix Notation

 A가 mxn 행렬이면 i번째 행, j번째 열에 있는 스칼라 항목은 $a_{ij}$로 표기합니다.

 또한 A의 (i,j) 항목이라고 부릅니다.

 

2. 행렬 덧셈 - Matrix Sum

 같은 사이즈 행렬 A와 B가 있으면 행렬 덧셈을 할 수 있습니다.

 각각 모든 entry를 더하면 됩니다.

 

3. 스칼라 곱 - Scalar Multiple

 r 스칼라와 A 행렬이 있으면 스칼라 곱(scalar multiple) rA를 할 수 있습니다.

 

4. 이론 1 - Theorem 1

 Matrix A, B, C 가 있고 Scalar r, s가 있을 때 위 성질을 만족합니다.

 이는 1장에서 공부했었던 $R^n$ 공간에서 vector의 성질과 동일합니다.

 각각의 matrix는 column vector로 이루어져 있습니다.

 따라서 vector의 성질을 만족하게 되어 위 성질을 만족하게 됩니다.

 

5. 행렬 곱 - Matrix Multiplication

 행렬 곱(Matrix Multiplication)은 스칼라 곱(Scalar Multiplication)과 다릅니다.

 

 Matrix Multiplication은 matrix size가 중요합니다.

 m X n matirx A와 n X p matrix B를 곱하면 m X p matrix AB를 생성합니다.

 AB는 Ab1, Ab2, Ab3을 나열한 행렬입니다.

 이전 chapter까지는 b1 하나의 vector에 대해 공부했는데 이번에는 b matrix가 b1~bp로 이루어진 matrix에 대한 내용입니다.

 

 

6. 이론 2 - Theorem 2

 A, B, C가 같은 size를 갖고 있으면 위 성질을 만족합니다.

 주의할 점은 AB는 BA와 다릅니다.

 

 일반적인 실수 체계에서는 AB=BA가 성립하지면 matrix 체계에서는 성립하지 않습니다.

 

7. 행렬의 전치 - The Transpose of a Matrix

 행렬의 전치(transpose of a matrix)는 column과 row를 바꾼 것입니다.

 

8. 이론 3 - Theorem 3

 주의할 점은 성질 d 입니다.

 전치를 하면 matrix의 size가 변하게 됩니다.

 matrix multiplication은 matrix size가 같아야 하는 성질이 있으므로 순서를 바꿔 size를 동일하게 합니다.


David C.Lay 의 Linear algebra and its application를 공부하면서 정리해보았습니다. 감사합니다.

 

 

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