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矩阵的乘积怎么算

原创2025-06-20 16:37:59

矩阵的乘积是通过将第一个矩阵的每一行与第二个矩阵的每一列对应元素相乘并求和来计算的。具体步骤如下:

确认矩阵是否可以相乘 :只有第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数时,两个矩阵才能相乘。

计算结果矩阵的行列数:

结果矩阵的行数等于第一个矩阵的行数,列数等于第二个矩阵的列数。

计算结果矩阵中的每一个元素

结果矩阵中的第 \(i\) 行第 \(j\) 列元素 \(C_{ij}\) 是由第一个矩阵的第 \(i\) 行的所有元素与第二个矩阵的第 \(j\) 列的所有元素对应相乘后的和。即:

\[

C_{ij} = \sum_{k=1}^{n} A_{ik} \times B_{kj}

\]

其中,\(n\) 是第一个矩阵的列数(也是第二个矩阵的行数)。

示例

假设有两个矩阵 \(A\) 和 \(B\):

\[

A = \begin{pmatrix}

1 & 2 & 3 \\

4 & 5 & 6

\end{pmatrix}

\]

\[

B = \begin{pmatrix}

7 & 8 \\

9 & 10 \\

11 & 12

\end{pmatrix}

\]

它们的乘积 \(C = AB\) 计算如下:

1. 确认矩阵可以相乘:矩阵 \(A\) 有 2 行,矩阵 \(B\) 有 3 列,所以可以相乘。

2. 计算结果矩阵的行列数:结果矩阵 \(C\) 将有 2 行 3 列。

3. 计算结果矩阵中的每一个元素:

\(C_{11} = 1 \times 7 + 2 \times 9 + 3 \times 11 = 7 + 18 + 33 = 58\)

\(C_{12} = 1 \times 8 + 2 \times 10 + 3 \times 12 = 8 + 20 + 36 = 64\)

\(C_{21} = 4 \times 7 + 5 \times 9 + 6 \times 11 = 28 + 45 + 66 = 139\)

\(C_{22} = 4 \times 8 + 5 \times 10 + 6 \times 12 = 32 + 50 + 72 = 154\)

因此,乘积矩阵 \(C\) 为:

\[

C = \begin{pmatrix}

58 & 64 \\

139 & 154

\end{pmatrix}

\]

建议

在计算矩阵乘积时,确保矩阵的维度是兼容的,即第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数。

使用嵌套循环来计算结果矩阵中的每个元素,外层循环遍历第一个矩阵的行,内层循环遍历第二个矩阵的列。

可以使用现有的数学库或工具来简化矩阵乘积的计算,特别是在处理大规模矩阵时。

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