北方領土を盗んだ反日ロシアを許すな!
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それと同じことを行列でもやるというわけ
それが行列の簡約化 簡約な行列とは?
行の0以外の先頭の成分が1で、その成分を含む列の他の成分が0であるような行列
先頭の1の成分は右下がりに並んでいる 先ほどの連立方程式とその拡大係数行列を使って具体例を見ていきます。
まずは先ほどの連立方程式の拡大係数行列を用意して同じように行列を綺麗スッキリしていきます。 今この行列は簡約化されている状態です。
先ほど説明したように
行の0以外の先頭の成分が1で、その成分を含む列の他の成分が0であるような行列
先頭の1の成分は右下がりに並んでいる
という簡約な行列の条件を満たしていますね! そして、拡大係数行列を簡約化することは先ほど説明した『連立方程式を簡単な形にすること』と対応していることも分かりますね。
この簡約化という方法を使えば連立方程式を簡単に解くことが出来るし、後々線形代数を勉強していくうえでもとても重要になってきます! 簡約化の方法はいたって簡単、行列の基本変形を使うだけです。
行列の基本変形
1つの行を何倍かする(0倍は含まない)
2つの行を入れ替える
1つの行に他の行の何倍かを加える
この3つの変形を使えば行列の簡約化を行うことが出来ます! さて、今回は行列の簡約化について見てきました。
今回のまとめ
簡約化とは基本変形を使って行列や連立方程式を簡単な形にすること
簡約化を使えば連立方程式は簡単に解くことが出来る
この2つのポイントが押さえられていればオーケーです! 次の 4 つのルールを満たす行列を簡約化行列 (reduced row echelon form, rref) という。
ルール 1
それぞれの行で左から順に
0
が並び、最初に現れる
0
でない成分の値が
1
である (主成分が
1
である)。
ルール 2
主成分を持つ列の主成分を除く全ての成分は
0
である。
ルール 3
主成分が右側の列に行くほど下側にある。
ルール 4
全ての成分が
0
である行が、
0
以外の値を含む行よりも下側にある。 左から順に 0が並び、最初に現れる0でない成分を主成分 (leading entry) という。 そこでこのルールは、「主成分が 1 である」 と言い表される。 よって、 上から
d
番目に主成分がある場合、 その列ベクトルは、 第
d
成分が
1
であり、 その他の成分が全て
0
である基本ベクトル
に等しくなる。
従って、このルールは、「主成分を持つ列ベクトルが基本ベクトルになる」と言い表される。 ・簡約形の定義から、各行の0でない最初の数は1(主成分の1)ですから、主成分の1をうまく作ることが第一です。
この過程に置いて
・なるべく分数を作らない(分数式は計算間違いしやすい)。
ことも考えるとさらに良いでしょう。次の例は主成分の1を作るために少し遠回りをしますが、計算は整数の範囲なので間違いは少ないでしょう。 2,4,1,1
5,5,6,1
7,8,3、−3
とりあえずまず1列に主成分の1を作ります。
1行x(−2)を2行に加えて(2,1)成分を1にできます。
2,4,1,1
1、−3,4、−1
7,8,3、−3
1,2行を入れ替えて(1,1)成分を1にできました。 1、−3,4、−1
2,4,1,1
7,8,3、−3
(1,1)成分の下を0にします。
1、−3,4、−1
0,10、−7,3
0,29、−25,4
次に(2,2)成分を主成分の1にしたいところです。(2,2)成分の 10 と(2,3)成分の29から1を作りましょう
(2行目を一斉に10で割っても(2,2)成分は1にできますが、分数が2個も出て計算間違いしやすくなりますので、これは避けたが良いでしょう)。 2行x(−3)を3行に加えてまず −1 を作りましょう。
1、−3,4、−1
0,10、−7,3
0,−1、−4,−5
3行目にー1を掛けて1を作り、2行と3行を入れ替えて
1、−3,4、−1
0,1,4,5
0,10、−7,3
これで(2,2)成分を1に出来ました。この上下を0にしましょう。すると 1,0,16,14
0,1,4,5
0,0、−47、−47
3行目をー47で割って
1,0,16,14
0,1,4,5
0,0,1,1
これで(3,3)も主成分の1にできました。最後に(3,3)成分の上を0にして簡約形です。
1,0,0、−2
0,1,0,1
0,0,1,1 👀
Rock54: Caution(BBR-MD5:1341adc37120578f18dba9451e6c8c3b) 線型代数学において、線型変換の特徴を表す指標として固有値 (英: eigenvalue) や固有ベクトル (英: eigenvector) がある。
この2つの用語を合わせて、固有対 (eigenpair) という。
与えられた線型変換の固有値および固有ベクトルを求める問題のことを固有値問題 (英: eigenvalue problem) という。 有限次元線形空間 V 上の線形変換 A に対して、次の方程式
Ax=λx
を満たす零でないベクトル x とスカラー λ が存在するとき、x を A の固有ベクトル(右固有ベクトル)、λ を A の固有値と呼ぶ。 其れはまだ人々が『愚』と云う貴い徳を持って居て、世の中が今のように激しく軋み合わない時分であった 行列力学(ぎょうれつりきがく、英: matrix mechanics)は、量子力学における理論形式の一つで、量子論をハイゼンベルク描像で行列表示で定式化したものである。
マトリックス力学とも呼ばれる。
1925年に物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルクによって提唱され、マックス・ボルン、パスクアル・ヨルダンらともに展開された。 配膳ベルクの行列力学
シュレーディンガーの波動方程式
これが、量子力学の二大原理 行列力学は量子論をハイゼンベルグ描像で行列表示で定式化したものであり、波動力学は量子論をシュレーディンガー描像で位置表示の波動関数で定式化したものである。 行列力学と波動力学は対立していたが、後にこの 2 つの理論は等価であることが波動力学を構築したエルヴィン・シュレーディンガーによって証明され、共に量子力学の基礎的理論となった。 カントによれば、物自体は、時間・空間と無関係に存在する 日米豪印 ダイヤモンド構想にロシアが参加して、地球規模の中国包囲網を結成 このスレッドは1000を超えました。
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