根據線代課以及教科書上的介紹,矩陣的左乘是行變換,矩陣的右乘是列變換。
但對於我這個數學抽象力不夠的弱雞來說,這樣的說法總是不夠具體,理解起來似乎有個絆子。
於是我花了幾個小時,就為了這簡單的概念不斷琢磨,總算是有些頭緒。
先來談談什麼是變換?#
上文提到,矩陣的左乘是行變換,矩陣的右乘是列變換,那麼這個變換是對誰變換?以及怎麼形成變換這個操作?
我們知道,矩陣和向量的乘法的常見形式如下
Ax=b
其中 A 就是矩陣,x 是列向量,b 也是列向量。
而上面的形式和我們過去學的某個概念有相近之處,那就是函數,回想一下函數形式
f(x)=b
根據高中所學的知識,x 和 b 應該是某一個數值,但是到了高等數學,討論範圍已經大大拓展到了向量,也就是說,函數的輸入不一定是數值,函數的輸出同樣不一定是要數值。
函數的輸入和輸出可以是一個向量,這其實就是多元函數的大致印象,而 Ax=b 就是多元函數的其中一種表達形式而已。
其實上面的說法有一些細節存在概念上的不嚴謹,即 f (x)=b,或者說 Ax=b 應該是方程而不是函數,f (x)=Ax 才是函數的表達式,而 b 則是值域上的值。展開來說又是一個小話題,以後有時間可以慢慢來談。
繼續原來的話題,我們知道了 A 其實是一種變換,它將向量 x 變成了向量 b。但是這樣的理解還是太抽象了,怎麼向量 x 和矩陣 A 做個乘法就成了向量 b 呢?
這裡需要回顧函數的概念,按照函數的標準概念,函數是一個集合上的數映射到另一個集合上的數。類比的,對於多元函數來說,函數是一個空間上的向量映射到另一個空間的向量(這裡又衍生了一個問題,空間是什麼,這是大的話題,可以暫時理解為所有向量組成的集合)。
也就是說在一個空間的 x 向量通過 A 變換,映射到了另一個不同空間的 b 向量,這就是變換。