転置行列計算機
行と列を入れ替えて、あらゆる行列をすぐに転置します。
転置行列を計算
正方行列または長方形行列を入力して、各行を列に変換します。
列は半角カンマ、行は半角セミコロンで区切ってください。
転置行列について
転置行列は、元の行列の行と列を入れ替えて作ります。元の行列の i 行 j 列の要素は、転置行列の j 行 i 列の要素になります。したがって、2行3列の行列は3行2列になります。個々の値に演算は行わず、位置だけを移動します。
通常、転置は上付きの T で表します。転置を2回行うと、行と列の再交換によってすべての位置が戻るため、元の行列になります。和の転置は転置の和に等しく、スカラー倍の転置は同じスカラーを転置行列に掛けたものに等しくなります。
積には重要な規則があります。A と B の積の転置は、B の転置と A の転置の積に等しくなります。行と列の役割が逆になるため、因子の順序も逆になります。この恒等式は証明や実際の計算で広く使われ、特に勾配、正規方程式、共分散行列の導出で重要です。
自身の転置と等しい正方行列を対称行列と呼びます。対称行列は固有値に関して有用な性質を持ち、距離モデル、二次形式、物理、統計、最適化などに現れます。転置が自身の符号を反転した行列と等しい場合は交代行列です。実交代行列の対角成分はすべてゼロでなければなりません。
ベクトルでは、転置によって列向きと行向きが切り替わります。3成分の列ベクトルは1行の行列になり、行ベクトルは1列になります。これにより内積や外積の次元を明確に扱えます。最小二乗法では、計画行列の転置に計画行列を掛けると、対称な正規行列が得られます。
この計算機は任意の長方形の行列に対応します。各行の数値要素数が等しいことを確認し、元の各列から出力の各行を作ります。整数、負数、小数の値は保持し、表示では意味のない浮動小数点誤差を除きます。列は半角カンマ、行は半角セミコロンで区切ってください。結果の各角括弧が1行を表すため、元の第1列が転置後の第1行になったことや、行数と列数が正しく交換されたことを確認できます。
転置行列の例
どの例も行と列を入れ替えます。
| 元の行列 | 転置行列 | 説明 |
|---|---|---|
| [[1,2,3],[4,5,6]] | [[1,4],[2,5],[3,6]] | 2行3列の行列は3行2列になります。 |
| [[2],[4],[6]] | [[2,4,6]] | 列ベクトルが行ベクトルになります。 |
| [[1,2],[2,5]] | [[1,2],[2,5]] | この対称行列は変化しません。 |
行列を転置する方法
- 列を半角カンマで区切って行列の値を入力します。
- 元の各行を半角セミコロンで区切ります。
- 「転置を計算」をクリックして行と列を交換します。
- 各角括弧のグループを結果の1行として読み取ります。
よくある質問
行列を転置すると何が変わりますか?
各行が対応する列になります。値はそのままで、位置だけが入れ替わります。
長方形行列も転置できますか?
はい、すべての長方形行列に転置行列があります。行数と列数が入れ替わります。
2回転置するとどうなりますか?
元の行列に戻ります。各要素が鏡映位置に移動し、もう一度の転置で元の位置に戻ります。
対称行列とは何ですか?
自身の転置と等しい行列です。正方行列であり、主対角線を挟んで対称な位置の値が一致します。
転置で積の順序は逆になりますか?
はい、積の転置では因子の順序が逆になります。これにより乗算に必要な次元の整合性が保たれます。