선형 결합 계산기
두 벡터에 각각 스칼라를 곱한 뒤 대응하는 성분끼리 더합니다.
선형 결합 계산
크기가 같은 벡터를 쉼표로 구분하여 입력하세요.
선형 결합 알아보기
선형 결합은 벡터에 스칼라를 곱한 후 그 결과 벡터들을 더하여 만듭니다. 두 벡터 v1, v2와 스칼라 a, b에 대한 식은 av1 + bv2입니다. 이 계산기는 해당 연산을 성분별로 수행합니다. v1이 (x1, y1, z1)이고 v2가 (x2, y2, z2)이면 결과는 (ax1 + bx2, ay1 + by2, az1 + bz2)입니다. 두 벡터의 성분 수가 같다면 유한한 어떤 차원에서도 같은 규칙이 적용됩니다.
스칼라는 각 벡터가 기여하는 크기와 방향을 조절합니다. 일보다 큰 스칼라는 벡터를 늘리고, 영과 일 사이의 값은 줄이며, 음수 스칼라는 방향을 뒤집습니다. 영인 스칼라를 곱하면 해당 벡터의 기여는 완전히 사라집니다. 덧셈은 같은 위치끼리 수행하므로 이차원 벡터와 삼차원 벡터를 직접 결합할 수 없습니다. 계산기는 차원이 맞지 않으면 성분을 버리는 대신 호환되는 입력을 요청합니다.
선형 결합은 선형대수학의 핵심 개념입니다. 벡터 집합이 생성하는 공간은 그 벡터들로 만들 수 있는 모든 선형 결합의 집합입니다. 어떤 스칼라 계수를 선택해 한 벡터를 재현할 수 있다면 그 벡터는 생성 공간에 속합니다. 기저 벡터는 특히 유용합니다. 기저가 선형 독립이면 그 공간의 모든 벡터를 기저의 유일한 선형 결합으로 표현할 수 있기 때문입니다. 좌표계, 행렬 곱셈, 연립방정식, 신호 혼합, 컴퓨터 그래픽, 데이터 모델이 모두 이 개념을 사용합니다.
결과를 확인하려면 첫 벡터의 모든 성분에 첫 스칼라를 곱하고 두 번째 벡터에도 같은 작업을 한 뒤 대응하는 곱을 더하세요. 계산 내내 성분 순서를 일관되게 유지해야 합니다. 소수와 음수를 사용할 수 있으며, 표시 결과는 읽기 편하도록 반올림할 뿐입니다. 두 개보다 많은 벡터를 결합하려면 처음 두 개를 계산한 뒤 그 결과를 다음 계산의 한 입력으로 사용하여 다음 벡터와 결합하세요. 이 반복 과정은 벡터 덧셈의 결합법칙을 따르므로 같은 최종 벡터를 얻습니다.
예시
각 행은 스칼라 곱셈을 먼저 수행한 뒤 벡터를 더합니다.
| 수식 | 결과 | 해석 |
|---|---|---|
| 2(1, 2, 3) - (4, 5, 6) | (-2, -1, 0) | 첫 벡터의 두 배에서 두 번째 벡터를 뺍니다. |
| 3(2, -1) + 0.5(4, 6) | (8, 0) | 두 성분의 합을 각각 계산합니다. |
| -2(1, 0) + 4(0, 1) | (-2, 4) | 표준 기저 벡터가 각 좌표를 정합니다. |
계산기 사용 방법
- 첫 번째 벡터에 곱할 값을 입력하세요.
- 첫 벡터의 성분을 쉼표로 구분해 입력하세요.
- 두 번째 스칼라와 차원이 같은 두 번째 벡터를 입력하세요.
- 선형 결합 계산을 선택하여 스칼라를 곱한 성분끼리 더하세요.
자주 묻는 질문
스칼라란 무엇인가요?
스칼라는 벡터의 모든 성분에 곱하는 일반적인 수입니다. 벡터의 크기를 바꾸며 방향을 뒤집을 수도 있습니다.
벡터의 차원이 같아야 하나요?
네. 벡터 덧셈은 대응하는 성분끼리 짝지어 계산합니다. 성분 수가 다른 벡터에는 표준적인 성분별 합이 정의되지 않습니다.
계수에 음수나 소수를 쓸 수 있나요?
네. 유한한 실수는 모두 스칼라로 사용할 수 있습니다. 음수는 방향을 뒤집고 소수는 비례적으로 크기를 조절합니다.
계수가 영이면 어떻게 되나요?
벡터에 영을 곱하면 영벡터가 됩니다. 따라서 해당 벡터는 최종 선형 결합에 아무런 기여를 하지 않습니다.
생성 공간과는 어떤 관계가 있나요?
생성 공간은 가능한 모든 계수 선택으로 얻을 수 있는 벡터 전체의 집합입니다. 이 계산기의 결과는 두 입력 벡터가 생성하는 공간의 한 원소입니다.