Вычислить транспонированную матрицу
Введите квадратную или прямоугольную матрицу, чтобы превратить каждую строку в столбец.
О транспонировании матриц
Транспонированная матрица получается заменой строк столбцами. Элемент строки i и столбца j исходной матрицы становится элементом строки j и столбца i транспонированной. Поэтому матрица с двумя строками и тремя столбцами превращается в матрицу с тремя строками и двумя столбцами. Арифметические операции над значениями не выполняются: меняются только их позиции.
Обычно транспонирование обозначают верхним индексом T. Двойное транспонирование возвращает исходную матрицу, поскольку повторная замена строк столбцами восстанавливает все позиции. Транспонированная сумма равна сумме транспонированных матриц, а транспонированное произведение на скаляр — произведению того же скаляра на транспонированную матрицу.
Для произведений действует одно из важнейших правил: транспонированное произведение A на B равно произведению транспонированной B на транспонированную A. Порядок меняется, поскольку строки и столбцы меняются ролями. Это тождество используется в доказательствах и практических расчётах, особенно при выводе градиентов, нормальных уравнений и ковариационных матриц.
Квадратная матрица, равная своей транспонированной, называется симметричной. Симметричные матрицы обладают полезными свойствами собственных значений и встречаются в моделях расстояний, квадратичных формах, физике, статистике и оптимизации. Матрица, транспонированная к которой равна ей самой с обратным знаком, называется кососимметричной. Все диагональные элементы вещественной кососимметричной матрицы должны быть нулевыми.
Для векторов транспонирование меняет столбцовую ориентацию на строковую и наоборот. Вектор-столбец из трёх элементов становится однострочной матрицей, а вектор-строка — одним столбцом. Это обеспечивает точное согласование размерностей скалярных и внешних произведений. В методе наименьших квадратов произведение транспонированной матрицы плана на саму матрицу плана даёт симметричную нормальную матрицу.
Калькулятор принимает матрицы любой прямоугольной формы. Он проверяет одинаковое число числовых элементов во всех строках и формирует каждую выходную строку из одного исходного столбца. Целые, отрицательные и десятичные значения сохраняются; незначительные погрешности вычислений с плавающей точкой убираются при отображении. Разделяйте столбцы запятыми, строки — точками с запятой. Каждая группа в квадратных скобках представляет строку результата, позволяя проверить, что первый исходный столбец стал первой строкой и размерности корректно поменялись местами.
Частые вопросы
Что делает транспонирование матрицы?
Оно превращает каждую строку в соответствующий столбец. Значения остаются прежними, меняются только их позиции.
Можно ли транспонировать прямоугольную матрицу?
Да, у каждой прямоугольной матрицы есть транспонированная. Число строк и столбцов меняется местами.
Что будет при двойном транспонировании?
Получится исходная матрица. Каждый элемент переходит в зеркальную позицию, а затем возвращается обратно.
Что такое симметричная матрица?
Это матрица, равная своей транспонированной. Она должна быть квадратной, а значения в зеркальных позициях относительно главной диагонали должны совпадать.
Меняет ли транспонирование порядок множителей?
Да, при транспонировании произведения порядок множителей обращается. Это сохраняет размерности, необходимые для умножения.