К содержимому

Матрица: таблица с двумя индексами

Как в учебнике

Матрица $A\in\mathbb R^{m\times n}$ — прямоугольная таблица действительных чисел с $m$ строками и $n$ столбцами. Здесь $m,n$ — положительные целые. Элемент $A_{ij}$ находится в строке $i$ и столбце $j$; в примерах индексы начинаются с единицы.

Размер $m\times n$ — часть типа объекта. Для равенства матриц должны совпадать размерности и все соответствующие элементы. Буква $A$ здесь обозначает таблицу, а не множество: смысл буквы определяется условием. Строка и столбец с одинаковыми числами имеют разные размеры и разные роли при умножении.

Для матрицы размера $m\times n$ допустимы индексы $1\le i\le m$ и $1\le j\le n$. Обращение за пределами этих диапазонов не выбирает элемент данной матрицы. Наличие нулей не уменьшает её размер: нулевые строки и столбцы остаются частью таблицы. Матрицы одинаковой формы могут различаться одним элементом, а одинаковый набор чисел в другом расположении не означает равенства матриц.

Определения и дальнейшее чтение: Mathematics for Machine Learning.

На пальцах

Матрица похожа на план мест в зале: адрес требует сначала строки, затем столбца. Обмен индексов способен выбрать другую ячейку, а одинаковое число мест не делает формы два на три и три на два одинаковыми. Ноль тоже занимает полноценную ячейку и не сдвигает остальные числа. Одинаковые значения не сливаются: два билета по одной цене не превращают кресла в общий стул.

Пример

Учебная матрица имеет первую строку $(1,2)$ и вторую $(0,1)$. В примере показаны размер и две разные ячейки.

Матрица: таблица с двумя индексами

Размер

Две строки и два столбца дают размер 2 × 2.

Шаг 1 из 3: Размер

Все шаги текстом
  1. Размер

    Две строки и два столбца дают размер 2 × 2.

    A₁
    1текущий2текущий
    A₂
    0текущий1текущий
  2. Первая строка, второй столбец

    Индексы 1, 2 выбирают число 2.

    A₁
    1текущий2 ←текущий
    A₂
    0текущий1текущий
  3. Вторая строка, первый столбец

    После обмена индексов выбран другой элемент: 0.

    A₁
    1текущий2текущий
    A₂
    0 ←текущий1текущий

Вторая строка примера начинается с нуля, поэтому $A_{21}=0$ — найденный элемент, а не сообщение об отсутствии ячейки. Обе строки содержат по два элемента, следовательно, форма остаётся $2\times2$. Запись $A_{12}$ сначала выбирает первую строку, затем вторую позицию внутри неё. Такой порядок чтения полезно проговорить до вычислений: ошибка адреса может дать вполне правдоподобное число и пережить последующую арифметику.

Дальше: Матричное умножение.

Авторский текст этой бесплатной статьи опубликован по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Поэлементное произведение: координаты остаются на месте
Следующая
Транспонирование: поменять строки и столбцы
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

    Какие значения подходят для счёта и почему включение нуля нужно оговаривать.

    Читать статью
    Математика
  • Целые числа: счёт по обе стороны нуля

    Положительные и отрицательные целые, ноль и граница целочисленного деления.

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

    Число как отношение целых: равные дроби и обязательный ненулевой знаменатель.

    Читать статью
    Математика