线性代数的本质#04

4. 矩阵乘法与线性变换复合


矩阵乘法是一个变换和另一个变换的复合


新的变换永远是左乘,就像复合函数 $f(g(x))$ 一样


如,对一个向量 $\vec{v}$ 进行变换 $\textbf{M}$ ,再变换 $\textbf{N}$ (这里的变换用矩阵表示),那么应该写为 $\textbf{N} \times (\textbf{M} \vec{v})$


做矩阵乘法,需要思考 $\hat{i}$ 和 $\hat{j}$ 分别去哪了?


如矩阵 $
\mathbf{M_1} =
\begin{bmatrix}
1 & -2 \newline
1 & 0
\end{bmatrix}
$,$
\mathbf{M_2} =
\begin{bmatrix}
0 & 2 \newline
1 & 0
\end{bmatrix}
$

矩阵乘法 $\mathbf{M_2M_1} =
\begin{bmatrix}
0 & 2 \newline
1 & 0
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
1 & -2 \newline
1 & 0
\end{bmatrix} $ . 先看 $M_1$ 的第一列 $
\begin{bmatrix}
1 \newline
1
\end{bmatrix} $ ,它是经过第一次变换后的 $\hat{i}$ ,对它再进行第二次变换(左乘 $\mathbf{M_2}$)即为:
$ \mathbf{M_2}
\begin{bmatrix}
1 \newline
1 \end{bmatrix} =
\begin{bmatrix}
0 & 2 \newline
1 & 0
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
1 \newline
1 \end{bmatrix} =
\begin{bmatrix}
2 \newline
1
\end{bmatrix} $ ,也就得到了矩阵乘积的第一列。


按照这个思路,再思考 $\hat{j}$ 去哪了,则用 $\mathbf{M_2}$ 乘以 $\mathbf{M_1}$ 的第二列得到 $
\begin{bmatrix}
0 \newline
-2
\end{bmatrix} $ ,也就是矩阵乘积的第二列。


所以, $\mathbf{M_2M_1} =
\begin{bmatrix}
2 & 0 \newline
1 & -2
\end{bmatrix} $

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