อ่าน 4 นาที
เวกเตอร์แถวและคอลัมน์
ใน พีชคณิตเชิงเส้น เวกเตอร์คอลัมน์ ที่มีองค์ประกอบ คือ ม {\displaystyle m} เมทริกซ์ [ 1 ] ที่ประกอบด้วยคอลัมน์เดียวของรายการ ในทำนองเดียวกัน เวกเตอร์แถว...
เวกเตอร์แถวและคอลัมน์
ในพีชคณิตเชิงเส้นเวกเตอร์คอลัมน์ที่มีองค์ประกอบ คือ เมทริกซ์[ 1 ]ที่ประกอบด้วยคอลัมน์เดียวของรายการ ในทำนองเดียวกัน เวกเตอร์แถวคือเมทริกซ์ที่ประกอบด้วยแถวเดียวของ รายการ ตัวอย่างเช่น คือเวกเตอร์คอลัมน์ และ คือเวกเตอร์แถว:
(ตลอดทั้งบทความนี้ จะใช้ตัวหนาสำหรับทั้งเวกเตอร์แถวและเวกเตอร์คอลัมน์)
เวกเตอร์ แถวที่สลับแถวและคอลัมน์ (แสดงด้วยT ) จะได้เป็นเวกเตอร์คอลัมน์ และเวกเตอร์คอลัมน์ที่สลับแถวและคอลัมน์ จะได้เป็นเวกเตอร์แถว การสลับแถวและ คอลัมน์ สองครั้งจะได้เวกเตอร์เดิม (แถวหรือคอลัมน์ ) กลับมา
เซตของเวกเตอร์แถวทั้งหมดที่มี สมาชิก nตัวในฟิลด์ ที่กำหนด (เช่นจำนวนจริง ) ก่อให้เกิดปริภูมิเวกเตอร์nมิติในทำนองเดียวกัน เซตของเวกเตอร์คอลัมน์ทั้งหมดที่มี สมาชิก mตัว ก่อให้เกิด ปริภูมิเวกเตอร์ mมิติ
ปริภูมิของเวกเตอร์แถวที่มี สมาชิก nตัว สามารถมองได้ว่าเป็นปริภูมิคู่ขนานของปริภูมิของเวกเตอร์คอลัมน์ที่มี สมาชิก nตัว เนื่องจากฟังก์ชันเชิงเส้นใดๆ บนปริภูมิของเวกเตอร์คอลัมน์สามารถแสดงได้ในรูปของการคูณทางซ้ายของเวกเตอร์แถวที่ไม่ซ้ำกันเพียงตัวเดียว
สัญกรณ์
เพื่อความสะดวกในการเขียนเวกเตอร์คอลัมน์ให้แทรกอยู่ในข้อความอื่น บางครั้งจึงเขียนเวกเตอร์คอลัมน์เป็นเวกเตอร์แถวแล้วทำการสลับแถวและคอลัมน์ (transpose)
หรือ
ผู้เขียนบางท่านยังใช้รูปแบบการเขียนเวกเตอร์คอลัมน์และเวกเตอร์แถวเป็นแถว แต่คั่นองค์ประกอบของเวกเตอร์แถวด้วยเครื่องหมายจุลภาคและคั่นองค์ประกอบของเวกเตอร์คอลัมน์ด้วยเครื่องหมายเซมิโคลอน (ดูสัญลักษณ์ทางเลือกที่ 2 ในตารางด้านล่าง)
| เวกเตอร์แถว | เวกเตอร์คอลัมน์ | |
|---|---|---|
| สัญกรณ์เมทริกซ์มาตรฐาน (เว้นวรรคในอาร์เรย์ ไม่มีเครื่องหมายจุลภาค เครื่องหมายสลับแถวและคอลัมน์) | ||
| สัญลักษณ์ทางเลือกที่ 1 (เครื่องหมายจุลภาคและเครื่องหมายสลับตำแหน่ง) | ||
| รูปแบบการเขียนทางเลือกที่ 2 (ใช้เครื่องหมายจุลภาคและเครื่องหมายอัฒภาค ไม่ต้องใช้เครื่องหมายสลับตำแหน่ง) |
การดำเนินงาน
การคูณเมทริกซ์เกี่ยวข้องกับการกระทำในการคูณเวกเตอร์แถวแต่ละตัวของเมทริกซ์หนึ่งกับเวกเตอร์คอลัมน์แต่ละตัวของเมทริกซ์อีกเมทริกซ์หนึ่ง
ผลคูณดอทของเวกเตอร์คอลัมน์สองตัวa และ b ซึ่งถือว่าเป็นองค์ประกอบของปริภูมิพิกัด จะเท่ากับผลคูณเมทริกซ์ของเมทริกซ์สลับตำแหน่งของaกับb
เนื่องจากสมมาตรของผลคูณดอทผลคูณดอทของเวกเตอร์คอลัมน์สองตัวa และ b จึงเท่ากับผลคูณเมทริกซ์ของเมทริกซ์สลับตำแหน่งของbกับa ด้วยเช่นกัน
ผลคูณเมทริกซ์ของเวกเตอร์คอลัมน์และเวกเตอร์แถวจะให้ผลคูณภายนอกของเวกเตอร์สองตัวaและbซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของผลคูณเทนเซอร์ ที่ทั่วไปกว่า ผลคูณเมทริกซ์ของเวกเตอร์คอลัมน์ที่แทนด้วยaและเวกเตอร์แถวที่แทนด้วยbจะให้ส่วนประกอบของผลคูณไดอะดิกของเวกเตอร์ทั้งสอง
ซึ่งเป็นเมทริกซ์สลับแถวและคอลัมน์ของผลคูณระหว่างเวกเตอร์คอลัมน์แทนค่าbและเวกเตอร์แถวแทนค่า a
การแปลงเมทริกซ์
เมทริกซ์n × n Mสามารถแทนแผนที่เชิงเส้นและทำหน้าที่กับเวกเตอร์แถวและคอลัมน์ในฐานะเมทริกซ์การแปลงของ แผนที่เชิงเส้นนั้น สำหรับเวกเตอร์แถวvผลคูณv M จะเป็นเวกเตอร์แถว pอีกตัวหนึ่ง:
เมทริกซ์Q ขนาด n × n อีกเมทริกซ์ หนึ่งสามารถกระทำต่อpได้
จากนั้นเราสามารถเขียนt = p Q = v MQ ได้ ดังนั้นการแปลงผลคูณเมทริกซ์MQ จะ แมปv ไปยัง tโดยตรงเมื่อดำเนินการต่อด้วยเวกเตอร์แถว การแปลงเมทริกซ์ที่ปรับเปลี่ยนปริภูมิnมิติเพิ่มเติมสามารถนำไปใช้กับด้านขวาของผลลัพธ์ก่อนหน้าได้
เมื่อเวกเตอร์คอลัมน์หนึ่งถูกแปลงเป็นเวกเตอร์คอลัมน์อีกตัวหนึ่งภายใต้ การกระทำของเมทริกซ์ขนาด n × nการดำเนินการจะเกิดขึ้นทางด้านซ้าย
นำไปสู่การแสดงออกทางพีชคณิตQM v Tสำหรับผลลัพธ์ที่ประกอบขึ้นจาก อินพุต v Tการแปลงเมทริกซ์จะเพิ่มขึ้นทางด้านซ้ายในการใช้เวกเตอร์คอลัมน์สำหรับการแปลงอินพุตเป็นเมทริกซ์
ดูเพิ่มเติม
- ความแปรปรวนร่วมและความแปรปรวนผกผันของเวกเตอร์
- สัญกรณ์ดัชนี
- เวกเตอร์ของหนึ่ง
- เวกเตอร์รายการเดียว
- เวกเตอร์หน่วยมาตรฐาน
- เวกเตอร์หน่วย
หมายเหตุ
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เวกเตอร์แถวและคอลัมน์
ใน พีชคณิตเชิงเส้น เวกเตอร์คอลัมน์ ที่มีองค์ประกอบ คือ ม {\displaystyle m} เมทริกซ์ [ 1 ] ที่ประกอบด้วยคอลัมน์เดียวของรายการ ในทำนองเดียวกัน เวกเตอร์แถว...
สัญกรณ์
เพื่อความสะดวกในการเขียนเวกเตอร์คอลัมน์ให้แทรกอยู่ในข้อความอื่น บางครั้งจึงเขียนเวกเตอร์คอลัมน์เป็นเวกเตอร์แถวแล้วทำการสลับแถวและคอลัมน์ (transpose)
การดำเนินงาน
การคูณเมทริกซ์ เกี่ยวข้องกับการกระทำในการคูณเวกเตอร์แถวแต่ละตัวของเมทริกซ์หนึ่งกับเวกเตอร์คอลัมน์แต่ละตัวของเมทริกซ์อีกเมทริกซ์หนึ่ง
การแปลงเมทริกซ์
เมทริกซ์n × n M สามารถแทน แผนที่เชิงเส้น และทำหน้าที่กับเวกเตอร์แถวและคอลัมน์ในฐานะ เมทริกซ์การแปลง ของ แผนที่เชิงเส้นนั้น สำหรับเวกเตอร์แถว v ผลคูณ v M จะเป็นเวกเตอร์แถว p อีกตัวหนึ่ง: