Rückführung: Matrix ⋅ Spalte und Zeile ⋅ Matrix
Matrix ⋅ Spalte = Spalte
A⋅x=A⋅x1x2…=x1⋅1. Spalte……+x2⋅2. Spalte……+…
Beispiel
130284111⋅121=1⋅130+2⋅284+1⋅111=1+4+13+16+10+8+1=6209
Zeile ⋅ Matrix = Zeile
x⋅A=[x1x2…]⋅A=x1⋅[1. Zeile …]+x2⋅[2. Zeile …]+…
Beispiel
==[121]⋅130284111=1⋅[121]+2⋅[381]+1⋅[041][121]+[6162]+[041][7224]
Wichtige Bemerkungen
- Bei der Matrizenmultiplikation darf die Reihenfolge nicht vertauscht werden
A⋅B=B⋅A
- Die Reihenfolge in der man sie auswertet ist egal
A⋅B⋅C=(A⋅B)⋅C=A⋅(B⋅C)
- Zusammenführung von Spalten- und Reihenmultiplikation zu Matrizenmultiplikation
A⋅B=←a1→←a2→…←an→⋅↑b1↓↑b2↓…↑bn↓=↑A⋅b1↓↑A⋅b2↓…↑A⋅bn↓=←a1⋅B→←a2⋅B→…←an⋅B→
Beispiele
[1324]⋅[−1101]=[[1324]⋅[−11],[1324]⋅[01]]=[−1⋅[13]+1⋅[24],0⋅[13]+1⋅[24]]=[1124]
- Die Spalten von A wirken auf B
[1324]⋅[−1101]=[12]⋅[−1101][34]⋅[−1101]=[1⋅[−10]+2⋅[11]3⋅[−10]+4⋅[11]]=[1124]
- Die Zeilen von A wirken auf B
Reelles Skalarprodukt
- Hat man eine Zeile oder Spalte a und b so kann man das reelle Skalarprodukt so definieren:
< a, b > =i=1∑nai⋅bi (=< b, a >)
⇒A⋅B=←a1→←a2→⋮←an→⋅↑b1↓↑b2↓...↑bn↓=a1⋅b1+a2⋅b2+⋯+an⋅bn
Nutzung des reellen Skalarprodukts für die Multiplikation
- Es gilt: A∈Rm×n und B∈Rn×p
A⋅B=←a1→←a2→⋮←am→⋅↑b1↓↑b2↓...↑bp↓=<a1,b1><a2,b1>⋮<am,b1><a1,b2><a2,b2>⋮<am,b2>……⋱…<a1,bp><a2,bp>⋮<am,bp>=a11⋅b11+a12⋅b12+⋯+a1n⋅b1na21⋅b11+a22⋅b12+⋯+a2n⋅b1n⋮am1⋅b11+am2⋅b12+⋯+amn⋅b1na11⋅b21+a12⋅b22+⋯+a1n⋅b2na21⋅b21+a22⋅b22+⋯+a2n⋅b2n⋮am1⋅b21+am2⋅b22+⋯+amn⋅b2n……⋱…a11⋅bp1+a12⋅bp2+⋯+a1n⋅bpna21⋅bp1+a22⋅bp2+⋯+a2n⋅bpn⋮am1⋅bp1+am2⋅bp2+⋯+amn⋅bpn
⇒ Die Endnismatrix C hat m Zeilen und p Spalten
⇒(m×n)⋅(n×p)=(m×p) oder A∈Rm×n∧B∈Rn×p=(A⋅B)∈Rm×p
Beispiel
geg.:
A=[2034−11]undB=1−10−102mitA∈Rm×n,B∈Rn×p
A⋅B=[2034−11]⋅1−10−102=[2⋅1+3⋅(−1)+(−1)⋅00⋅1+4⋅(−1)+1⋅02⋅(−1)+3⋅0+(−1)⋅20⋅(−1)+4⋅0+1⋅2]=[−1−4−42]
- Statt Zeilen ⋅ Spalten machen wir Spalten ⋅ Zeilen
⇒ Gegenteil des Skalarprodukts
A⋅B=↑a1↓↑a2↓...↑an↓⋅←b1→←b2→⋮←bn→
ai⋅bi=ai,1ai,2⋮ai,m⋅[bi,1bi,2…bi,p]=ai,1⋅bi,1ai,2⋅bi,1⋮ai,m⋅bi,1ai,1⋅bi,2ai,2⋅bi,2⋮ai,m⋅bi,2……⋱…ai,1⋅bi,pai,2⋅bi,p⋮ai,m⋅bi,p
⇒A⋅B=a1⋅b1+a2+b2+⋯+an⋅bn