์ ํ๋์ํ ๊ณผ์ ๋ ๊ณตํ ๊ณ์ฐ์์ ํ๋ ฌ ์ฐ์ฐ์ด ํ์ํ ๋ ์ด ์นดํ ๊ณ ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฐ๋ก ๊ณ์ ์์ต๋๋ค. ํ๋ ฌ ์ ์น ๊ณ์ฐ๊ธฐ, 3ร3 ์ญํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ, LU ๋ถํด๋ฅผ ์ด์ฉํ nรn ์ญํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ, RREF ๊ณ์ฐ๊ธฐ, QR ๋ถํด ๊ณ์ฐ๊ธฐ, ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด ๋๊ตฌ ๋ฑ์ ํ ๊ณณ์์ ์ธ ์ ์์ต๋๋ค.
์ธ๊ธฐ ๋ชฉ๋ก์ด๋ ํธ๋ ๋ฉ ํญ์์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋ ํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ์ฐพ์๋ณด์ธ์. ๋ชจ๋ ๋ฌด๋ฃ์ด๋ฉฐ, ํ์๊ฐ์ ์์ด ์ด๋ค ๊ธฐ๊ธฐ์์๋ ๋ฐ๋ก ์คํ๋ฉ๋๋ค.
- ๋ถ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ๊ธฐ์ธ๊ธฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ๋์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ์ผ๊ฐ๋ฒ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ๋ฐฑ๋ถ์จ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
- ํ๋ฅ ๊ณ์ฐ๊ธฐ
-
์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐaโx+bโy=cโ, aโx+bโy=cโ ํํ์ ์ด์์ผ์ฐจ ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์์ ํฌ๋ผ๋ฉ๋ฅด ๊ณต์์ผ๋ก ์ฆ์ ํ์ด ๋๋ฆฝ๋๋ค. ํํยท์ผ์นํ๋ ์ง์ ์ผ๋ก ํด๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์๋ ๊ฐ์งํฉ๋๋ค.
-
3ร3 ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐํฌ๋ผ๋ฉ๋ฅด ๊ณต์์ผ๋ก x, y, z ๋ฏธ์ง์ 3๊ฐ์ 3ร3 ์ฐ๋ฆฝ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์์ ํ๋๋ค. ๊ณ์ 12๊ฐ๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ์ ํํ ํด์ ํ๋ ฌ์์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํด ๋๋ฆฝ๋๋ค.
-
3ร3 ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐํฌ๋ผ๋ฉ๋ฅด ๊ณต์์ผ๋ก ๋ฏธ์ง์ 3๊ฐ์ง๋ฆฌ ์ฐ๋ฆฝ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์์ ํ๋๋ค. ๊ณ์๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด x, y, z ๊ฐ๊ณผ ๋ชจ๋ ํ๋ ฌ์์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํด ์ค๋๋ค.
-
๋ฏธ์ง์ 3๊ฐ ์ฐ๋ฆฝ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด๊ธฐ๋ฏธ์ง์ 3๊ฐ(x, y, z)์ธ ์ธ ๊ฐ์ ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์์ ๊ฐ์ฐ์ค-์กฐ๋ ์๊ฑฐ๋ฒ์ผ๋ก ํ๋๋ค. ์ ์ผํด์ ๊ธฐ์ฝ ํ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด(RREF)์ ํจ๊ป ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
-
๊ธฐ์ฝ ํ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด(RREF) ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ฌด๋ฃ RREF ๊ณ์ฐ๊ธฐ. ๊ฐ์ฐ์ค-์กฐ๋ ์๊ฑฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ต๋ 6ร6 ํ๋ ฌ์ ๊ธฐ์ฝ ํ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด๋ก ๋ณํํ๊ณ ํ๋ ฌ์ ๊ณ์(rank)๋ฅผ ์ฆ์ ๊ตฌํ์ธ์.
-
3D ๋ฒกํฐ ์ธ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ 3D ๋ฒกํฐ์ ์ธ์ a ร b๋ฅผ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํ์ธ์. x, y, z ๊ฐ ์ฑ๋ถ์ ๋ฌผ๋ก , ๋ ๋ฒกํฐ์ ์์ง์ธ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฒกํฐ์ ํฌ๊ธฐ๊น์ง ํ ๋ฒ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค.
-
ํ๋ ฌ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ๋ฐ 3ร3 ํ๋ ฌ์ ์ํ ๋ฌด๋ฃ ํ๋ ฌ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ. ํ๋ ฌ์ ๊ฐ ์์๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ์ฌ์ธ์ ์ ๊ฐ๋ก det A๋ฅผ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํด ๋๋ฆฝ๋๋ค.
-
2ร2 ํ๋ ฌ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐdet = ad โ bc ๊ณต์์ผ๋ก 2ร2 ํ๋ ฌ์ ํ๋ ฌ์์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํ์ธ์. a, b, c, d ๋ค ๊ฐ์ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ํ์ด ๊ณผ์ ๊ณผ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐ๋ก ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค.
-
2ร2 ๊ณ ์ ๋ฒกํฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ํ๋ ฌ์ ๊ณ ์ ๊ฐ๊ณผ ๊ณ ์ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํ์ธ์. a, b, c, d๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ฮปโ, ฮปโ์ ๊ฐ ๊ณ ์ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ํ์ด ๊ณผ์ ๊ณผ ํจ๊ป ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
-
2ร2 ๊ณ ์ณ๊ฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ํ๋ ฌ์ ๊ณ ์ณ๊ฐ์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํ์ธ์. ๋๊ฐํฉ๊ณผ ํ๋ ฌ์์ ์ด์ฉํด ํน์ฑ๋ฐฉ์ ์์ผ๋ก ์ค์ ๋๋ ์ผค๋ ๋ณต์์ ๊ณ ์ณ๊ฐ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค.
-
ํน์ฑ๋คํญ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ๋๋ 3ร3 ํ๋ ฌ์ ํน์ฑ๋คํญ์์ ๊ตฌํด ๋ณด์ธ์. det(A โ ฮปI)๋ก๋ถํฐ ๊ณ์, ๋๊ฐํฉ(trace), ํ๋ ฌ์์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค.
-
์ฝ์ฌ์ธ ์ ์ฌ๋ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ฒกํฐ์ ์ฝ์ฌ์ธ ์ ์ฌ๋์ ๋ด์ , ํฌ๊ธฐ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ ๋ฒกํฐ ์ฌ์ด์ ๊ฐ๋(๋ยท๋ผ๋์)๋ฅผ ํ ๋ฒ์ ๊ณ์ฐํด ๋ณด์ธ์.
-
2x2 ๊ณ ์ณ๊ฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ํ๋ ฌ์ ๊ณ ์ณ๊ฐ์ ์ฆ์ ๊ตฌํฉ๋๋ค. ๋๊ฐํฉ(ํธ๋ ์ด์ค), ํ๋ ฌ์, ํ๋ณ์์ ๋ฌผ๋ก ์ค์ ๋ฐ ๋ณต์์ ๊ณ ์ณ๊ฐ๊น์ง ํ์ด ๊ณผ์ ๊ณผ ํจ๊ป ๊ณ์ฐํด ๋๋ฆฝ๋๋ค.
-
NรN ์ฐ๋ฆฝ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ (LU ๋ถํด)๋ฏธ์ง์ n๊ฐ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ฐ๋ฆฝ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์ Aยทx = b๋ฅผ ํ๋๋ค. ๋ถ๋ถ ํผ๋ฒํ LU ๋ถํด๋ก ์ ์ผํด ๋ฒกํฐ x์ ํ๋ ฌ์์ ์ ํํ๊ฒ ๊ตฌํฉ๋๋ค.
-
ํ๋ ฌ ๊ณ์(Rank) ๊ณ์ฐ๊ธฐ์์์ ์ค์ ํ๋ ฌ A์ ๊ณ์(rank)๋ฅผ ์จ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ์ธ์. m x n ํ๋ ฌ์ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๊ฐ์ฐ์ค ์๊ฑฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ผ์ฐจ๋ ๋ฆฝ์ธ ํ ๋๋ ์ด์ ๊ฐ์๋ฅผ ๊ตฌํด ์ค๋๋ค.
-
๋ถ๋ถ ํผ๋ฒํ ์ ์ ์ฉํ LU ๋ถํด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ถ๋ถ ํผ๋ฒํ LU ๋ถํด ๊ณ์ฐ๊ธฐ. ์ ์ฌ๊ฐ ํ๋ ฌ์ L๊ณผ U๋ก ๋ถํดํ๊ณ ํ ํผ๋ฒ ๋ฒกํฐ P๋ฅผ ๊ตฌํด PยทA = LยทU๋ฅผ ๋ง์กฑ์ํค๋ฉฐ ํ๋ ฌ์๊น์ง ํ ๋ฒ์ ๊ณ์ฐํ์ธ์.
-
nรn ์ญํ๋ ฌ ๊ตฌํ๊ธฐ (LU ๋ถํด ํ์ฉ)๋ถ๋ถ ํผ๋ฒํ LU ๋ถํด๋ก ์ ์ฌ๊ฐ nรn ํ๋ ฌ์ ์ญํ๋ ฌ์ ์จ๋ผ์ธ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ์ธ์. ํ๋ ฌ์ ์ ๋ ฅํ๋ฉด Aโปยน, ํ๋ ฌ์, ํน์ดํ๋ ฌ ์ฌ๋ถ๋ฅผ ๋ฐ๋ก ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค.
-
๋ฒกํฐ ๊ฐ ์ ํด๋ฆฌ๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐd = โ(ฮฃ(aแตข โ bแตข)ยฒ) ๊ณต์์ผ๋ก ์ฐจ์์ ์๊ด์์ด ๋ ๋ฒกํฐ ์ฌ์ด์ ์ ํด๋ฆฌ๋(์ง์ ) ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์ธ์. ๋น ๋ฅด๊ณ ๋ฌด๋ฃ์ด๋ฉฐ ์ ํํฉ๋๋ค.
-
2ร2 ํ๋ ฌ ๊ณ ์ ๊ฐ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ํ๋ ฌ์ ๊ณ ์ ๊ฐ์ ์ฆ์ ๊ตฌํ์ธ์. ๋๊ฐํฉ(trace)๊ณผ ํ๋ ฌ์(det)์ ์ด์ฉํด ํน์ฑ๋ฐฉ์ ์์์ ์ค์ ๊ณ ์ ๊ฐ ๋๋ ๋ณต์ ์ผค๋ ๊ณ ์ ๊ฐ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค.
-
์ญํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ2ร2 ๋๋ 3ร3 ํ๋ ฌ์ ์ญํ๋ ฌ์ ์ฆ์ ๊ตฌํ์ธ์. ํ๋ ฌ์์ ๊ณ์ฐํ๊ณ Aโปยน = adj(A)/det(A) ๊ณต์์ผ๋ก ๋จ๊ณ๋ณ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
-
ํ๋ ฌ ์ ์น ๊ณ์ฐ๊ธฐํ๊ณผ ์ด์ ์ผํ๋ก, ์ค ๋ฐ๊ฟ์ |๋ก ์ ๋ ฅํ๋ฉด ํ๋ ฌ์ ์ ์นํ๋ ฌ(Aแต)์ ์ฆ์ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ์ ํ๋์ ํ์ต๊ณผ ๊ณผ์ ์ ๋ฑ ๋ง๋ ๋๊ตฌ์ ๋๋ค.
-
์๋ค๋ง๋ฅด ๊ณฑ(์์๋ณ ํ๋ ฌ ๊ณฑ) ๊ณ์ฐ๊ธฐํฌ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ์ ๋ ํ๋ ฌ A, B์ ์๋ค๋ง๋ฅด ๊ณฑ C = A โ B๋ฅผ ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค. ๊ฐ ์์ c_jk = a_jk ร b_jk๋ก ๊ตฌํ๋ ์์๋ณ(์์ด) ๊ณฑ์ , ํ์ ์๋ฆฟ์ ์กฐ์ ๊ฐ๋ฅ.
-
ํ๋ ฌ-๋ฒกํฐ ๊ณฑ ๊ณ์ฐ๊ธฐํ๋ ฌ A์ ์ด๋ฒกํฐ x์ ๊ณฑ c = Aยทx๋ฅผ ๊ณ์ฐํ์ธ์. ์์์ ํร์ด ํ๋ ฌ๊ณผ ๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๊ฒฐ๊ณผ ์ด๋ฒกํฐ๋ฅผ ์ฆ์ ๊ตฌํ ์ ์์ต๋๋ค.
-
QR ๋ถํด ๊ณ์ฐ๊ธฐํ๋ ฌ์ ์ ๋ ฅํ๋ฉด(์ด์ ์ผํ, ํ์ ํ์ดํ ๊ธฐํธ๋ก ๊ตฌ๋ถ) QR ๋ถํด๋ฅผ ์ํํด ์ง๊ตํ๋ ฌ Q์ ์์ผ๊ฐํ๋ ฌ R์ ๋ฐ๋ก ๊ตฌํด ๋๋ฆฝ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ด ์นดํ ๊ณ ๋ฆฌ์์ ์ด๋ค ํ๋ ฌ ์ฐ์ฐ์ ํ ์ ์๋์?
ํ๋ ฌ ์ ์น, ์ญํ๋ ฌ(3ร3 ๋ฐ nรn), LU ๋ถํด, QR ๋ถํด, ํ ๊ฐ์ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด(RREF), ๋ด์ (๋ํธ ๊ณฑ), ์ฐ๋ฆฝ ์ผ์ฐจ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด๋ฅผ ์ง์ํฉ๋๋ค. ์๊ท๋ชจ ํ๋ ฌ๋ถํฐ ๋ํ ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์๊น์ง ๋ค๋ฃฐ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ผ๋ง๋ ์ ํํ๊ฐ์?
ํ์ค ์์น ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ๋ฉฐ, ์๋ ค์ง ์์ ์ ๋์กฐํด ๊ฒ์ฆ๋์์ต๋๋ค. ๋ค๋ง ๋ถ๋์์์ ํน์ฑ์ ๋งค์ฐ ํฐ ํ๋ ฌ์ด๋ ๊ฑฐ์ ํน์ด(singular)ํ ํ๋ ฌ์์๋ ์์น ์ค์ฐจ๊ฐ ์๊ธธ ์ ์์ต๋๋ค. ์ค์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ฐ๋์ ๊ถ์ ์๋ ์๋ฃ๋ ์ ๋ฌธ ์ํํธ์จ์ด๋ก ์ฌํ์ธํ์๊ธฐ ๋ฐ๋๋๋ค.
RREF ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ ์ฐจ์ด๋ ๋ฌด์์ธ๊ฐ์?
RREF ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํ๋ ฌ์ ๊ธฐ์ฝ ํ ์ฌ๋ค๋ฆฌ๊ผด๋ก ๋ณํํด ํด์ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ํ์ ํ๋ ๋ฐ ์ค์ ์ ๋ก๋๋ค. ์ฐ๋ฆฝ๋ฐฉ์ ์ ํ์ด๊ธฐ๋ ๊ณ์๋ฅผ ์ง์ ์ ๋ ฅํด ๊ฐ ๋ฏธ์ง์์ ๊ฐ์ ๋ฐ๋ก ๊ตฌํ ์ ์์ด ์ค์ฉ์ ์ ๋๋ค.
์ ๋ ฅํ ํ๋ ฌ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์๋ฒ์ ์ ์ฅ๋๋์?
์๋์. ๋ชจ๋ ์ฐ์ฐ์ ๋ธ๋ผ์ฐ์ ์์์ ์ฒ๋ฆฌ๋๋ฉฐ, ํ๋ ฌ ๊ฐ์ ์๋ฒ๋ก ์ ์ก๋๊ฑฐ๋ ์ ์ฅ๋์ง ์์ต๋๋ค.
๊ฐ์ฅ ์ธ๊ธฐ ์๋ ํ๋ ฌ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ฌด์์ธ๊ฐ์?
๋ชฉ๋ก์ ์ค์ ์ด์ฉ ๋น๋๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ ๋ ฌ๋ฉ๋๋ค. ํธ๋ ๋ฉ ํญ์์๋ ์ต๊ทผ ๋ง์ด ์ฐพ๋ ๋๊ตฌ๋ฅผ, ์ต๊ทผ ์ถ๊ฐ๋ ํญ์์๋ ์๋ก ์ถ์๋ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค.