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041 《编程&数学》 单位矩阵(单位矩阵代码)

nanyue 2024-08-03 17:59:16 技术文章 5 ℃

编程&数学:单位矩阵。

对于三维空间,缩放矩阵的形式是。今天简单的了解一下单位矩阵。之前学习矩阵变换的时候,变换公式矩阵的格式是不是其实很雷同?在数字运算里面,如果用一去和某个数字做乘法运算,比如一乘以n,最后结果等于什么?是不是依然等于n?

在矩阵领域是否存在这样一个矩阵?比如矩阵i,用矩阵a和矩阵i做点乘运算,最后的结果依然等于矩阵a。如果有这样一个矩阵,就可以把这个矩阵叫做单位矩阵。

通过之前对变换矩阵的学习不难发现,如果一个矩阵满足这样一个条件,就是在这样一条对角线上,可以把这条对角线叫做主对称轴。如果这里把主对称轴上这两个值都设为一,另外一个矩阵(方阵)与它们相乘,矩阵(方阵)会不会发生变化?应该是不会的,所以可以把这样一个矩阵叫做单位矩阵。

在代码里面可以用什么方法去创建一个单位矩阵?可以用numpy,它里面的一个函数叫eye(字母1的谐音),给它传入一个参数。这个2代表什么?代表矩阵的长宽或者行和列。

可以先观察一下矩阵长什么样子,单位矩阵是一个2乘以2的单位矩阵,如果改为3,就是一个3乘以3的单位矩阵。这里改了个数字,改的是单位向量的列和行。由于单位矩阵是一个方阵,所以数字只需要一个就可以了,因为它的列和行数是相等的。

可以看主对称轴,值都是一对不对?其他地方就都是0,这样就是一个单位矩阵。用一个单位矩阵和原始矩阵做点乘运算,对它的行和列肯定是有要求的。

在这里如果创建一个4乘以4的单位矩阵,这样一个原式矩阵是2乘以2的,所以它们肯定是不能相乘的,就要把4改为2,然后再来做点乘运算,来看结果。这个代码有两次点乘运算,是先把原始矩阵放前面,然后把单位矩阵放后面,第二次把单位矩阵放前面,把原始矩阵放后面。可以发现无论是怎么样的运算顺序,最后的结果都是一样。

在数学里面一般用符号大写的i来表示单位矩阵,然后在它右下角来代表单位矩阵的形状。比如单位矩阵是一个2乘以2的,那就写一个2,3乘以3就写3。

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