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輸入計算

列與列之間用分號分隔,元素之間用逗號分隔。
列與列之間用分號分隔,元素之間用逗號分隔。

數學公式

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結果

Matrix product (C) — 2×2
[
19 22
43 50
]
結果列數 2
結果行數 2
Top-left element c11 19
乘積(以列為主排列) 19,22;43,50

這個計算機的功能

本工具依據線性代數的標準規則,計算兩個矩陣的乘積 \(C = A\cdot B\) 或 \(C = B\cdot A\)。無論是方陣、長方形矩陣、列向量或行向量,都能順利處理。矩陣乘法屬於通用數學,沒有單位或地區之分,因此在世界任何地方算出的結果都完全一致。

使用方式

請以文字方式輸入矩陣 A 與矩陣 B。列與列之間用分號分隔,同一列的元素之間用逗號分隔。例如,矩陣 [[1,2],[3,4]] 要輸入成 1,2;3,4。接著選擇相乘的順序:A × B = CB × A = C(兩者通常並不相同)。按下計算,即可看到乘積矩陣,以及其維度與左上角的元素值。

公式說明

對於乘積 \(M\cdot N = C\),其中 M 為 \(r \times s\)、N 為 \(s \times t\),每個元素為

$$c_{ik} = \sum_{j} \left(m_{ij}\cdot n_{jk}\right)$$

換句話說,結果中第 i 列、第 k 行的元素,就是左矩陣第 i 列與右矩陣第 k 行的內積(點積)。只有當「內部維度」相符時,乘積才存在:也就是左矩陣的行數必須等於右矩陣的列數。

兩個相鄰矩陣展示內維度相符以滿足可乘條件
只有當內維度相同時才能相乘(A 為 \(m\times n\),B 為 \(n\times p\)),結果為 \(m\times p\)。
示意圖展示矩陣 A 的一列與矩陣 B 的一行結合成乘積矩陣 C 的一個元素
每個元素 \(c_{ik}\) 是 A 的第 i 列與 B 的第 k 行的內積。

範例演算

設 A = [[1,2],[3,4]]、B = [[5,6],[7,8]],順序為 A × B。內部維度為 \(2 = 2\),因此結果是 \(2 \times 2\) 矩陣。

$$c_{11} = 1\cdot 5 + 2\cdot 7 = 19$$$$c_{12} = 1\cdot 6 + 2\cdot 8 = 22$$$$c_{21} = 3\cdot 5 + 4\cdot 7 = 43$$$$c_{22} = 3\cdot 6 + 4\cdot 8 = 50$$

因此 C = [[19,22],[43,50]]。

常見問題

為什麼乘積有時無法定義?如果左矩陣的行數不等於右矩陣的列數,乘積就不存在,計算機會回報維度不相符。

A·B 和 B·A 一樣嗎?不一樣。矩陣乘法不具交換性;甚至可能其中一種順序有定義,另一種卻沒有定義。請用順序選擇器來指定。

可以相乘向量嗎?可以。\(1 \times n\) 的列向量乘上 \(n \times 1\) 的行向量,會得到一個 \(1 \times 1\) 的純量;反過來相乘則會得到一個 \(n \times n\) 的矩陣。

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