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矩陣反矩陣入門

我們在影片中簡單提到過單位矩陣。要理解矩陣乘法,另一個重要的概念是反矩陣。

對任何數字 $a$(除了 $0\()來說,都有一個數 \)\frac{1}{a}$ 可以「抵銷」把它乘上 \(a\) 的效果。

對矩陣來說,情況不一定成立。不過,一旦成立,我們就稱能讓 \(A\) 經由相乘得到單位矩陣 \(I\) 的那個矩陣為 \(A\) 的反矩陣。

在 R 中,solve() 函式會在反矩陣存在時求得矩陣的反矩陣;若不存在,則會回報錯誤。

本練習屬於課程

R 的資料科學線性代數

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練習說明

  • 已為你載入 $A$。請證明當 \(n = 2\) 時,單位矩陣的反矩陣仍是 \(n = 2\) 的單位矩陣。

  • 使用下列 R 輸出中的矩陣 \(A\) 求其反矩陣,並指定給變數 Ainv

> A
     [,1] [,2]
[1,]    1    2
[2,]   -1    2
  • 分別以兩種方向將 Ainv 與 A 相乘。結果矩陣是什麼?

動手互動練習

試著完成這個範例程式碼,體驗一下這個練習。

# Take the inverse of the 2 by 2 identity matrix
solve(diag(___))

# Take the inverse of the matrix A
Ainv <- ___(A)

# Multiply A inverse by A
___%*%A

# Multiply A by its inverse
A%*%___
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