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輸入計算

數學公式

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結果

Result Matrix C = A + B
6 8
10 12
2 x 2 matrix
運算 A + B
Rows 2
Columns 2

這個計算機的功能

本工具會對兩個矩陣 A 與 B 進行逐元素的加法與減法運算。你可以計算總和 A+B、差值 A-B,或反向差值 B-A。只要兩個矩陣的列數(m)與行數(n)相同,就能支援從 1×1 到 6×6 的任意矩形矩陣。

使用方式

先設定列數與行數,接著在對應的儲存格中填入矩陣 A 與矩陣 B 的元素(超出所選尺寸範圍的儲存格會被忽略)。選擇要進行的運算──A+B、A-B 或 B-A──並決定結果要顯示到幾位有效數字。計算機會回傳結果矩陣 C 以及它的維度。

公式說明

矩陣的加法與減法是逐個元素定義的。對於相同尺寸的矩陣,第 i 列、第 j 行的結果元素計算方式為 \(C(i,j) = a(i,j) + sw \cdot b(i,j)\),其中符號因子 \(sw\) 在加法時為 +1、減法時為 -1。反向運算 B-A 則直接以 \(C(i,j) = b(i,j) - a(i,j)\) 計算。由於每個儲存格都是獨立處理,過程中完全不會出現除法,因此也不會有除以零的錯誤風險。

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兩個2×2矩陣逐元素相加得到結果矩陣
矩陣加法將相同位置的元素相加。

範例演算

設 \(A = \begin{bmatrix} 1 & 2 \\ 3 & 4 \end{bmatrix}\)、\(B = \begin{bmatrix} 5 & 6 \\ 7 & 8 \end{bmatrix}\),皆為 2×2 矩陣。則 $$A+B = \begin{bmatrix} 6 & 8 \\ 10 & 12 \end{bmatrix}, \quad A-B = \begin{bmatrix} -4 & -4 \\ -4 & -4 \end{bmatrix}, \quad B-A = \begin{bmatrix} 4 & 4 \\ 4 & 4 \end{bmatrix}$$在每一種情況下,結果都保持相同的 2×2 維度。

兩個矩陣的逐元素相減,依位置逐一展示
結果的每個元素來自A和B對應位置相減。

常見問題

可以把不同尺寸的矩陣相加嗎?不行。加法與減法只有在 A 與 B 的列數與行數完全相同時才有定義。尺寸不一致的矩陣無法定義其總和。

結果會和 B+A 一樣嗎?加法具有交換律,因此 \(A+B = B+A\)。但減法沒有交換律,這也是為什麼 A-B 與 B-A 要分開提供的原因。

空白儲存格會怎麼處理?空白的元素會被視為 0,所以請讓未使用的儲存格保持空白,或明確填入數值,以免出現意料之外的結果。

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