矩阵转置计算器
交换行与列,即时求出任意矩阵的转置。
计算矩阵转置
输入方阵或矩形矩阵,将每一行转换为一列。
用英文逗号分隔列,用英文分号分隔行。
关于矩阵转置
矩阵的转置由交换行与列得到。原矩阵第 i 行第 j 列的元素,变成转置矩阵第 j 行第 i 列的元素。因此,两行三列的矩阵会变成三行两列。各元素的数值不经过运算,只改变位置。
通常用上标 T 表示转置。连续转置两次会得到原矩阵,因为再次交换行列会使所有元素回到原位。矩阵之和的转置等于各矩阵转置之和,标量与矩阵乘积的转置等于该标量乘以矩阵的转置。
乘积体现了转置最重要的规则之一:A 乘 B 的转置等于 B 的转置乘 A 的转置。行列角色互换,因此因子的顺序必须反转。这个恒等式广泛用于证明和实际计算,尤其是梯度、正规方程和协方差矩阵的推导。
等于自身转置的方阵称为对称矩阵。对称矩阵具有特别有用的特征值性质,常见于距离模型、二次型、物理、统计和优化。转置等于自身相反数的矩阵称为反对称矩阵。实反对称矩阵的对角线元素必须全部为零。
对于向量,转置可以切换列向量与行向量。含三个元素的列向量变成一行矩阵,行向量则变成一列。这让点积与外积的维度关系更加明确。在最小二乘分析中,设计矩阵的转置乘以设计矩阵,会得到对称的正规矩阵。
本计算器接受任意矩形形状的矩阵。它会检查各行是否包含相同数量的数值元素,再将原矩阵的每一列组成输出的一行。整数、负数和小数值会保留,显示时会去除无意义的浮点噪声。请用英文逗号分隔列,用英文分号分隔行。结果中每组方括号表示一行,方便核对原矩阵第一列是否成为转置后的第一行,以及维度是否正确互换。
矩阵转置示例
每个示例都将行与列互换。
| 原矩阵 | 转置矩阵 | 说明 |
|---|---|---|
| [[1,2,3],[4,5,6]] | [[1,4],[2,5],[3,6]] | 2 行 3 列矩阵变成 3 行 2 列。 |
| [[2],[4],[6]] | [[2,4,6]] | 列向量变成行向量。 |
| [[1,2],[2,5]] | [[1,2],[2,5]] | 这个对称矩阵保持不变。 |
如何对矩阵进行转置
- 输入矩阵数值,用英文逗号分隔列。
- 用英文分号分隔原矩阵的各行。
- 点击“计算转置”以交换行与列。
- 将每组方括号内的内容视为结果的一行。
常见问题
矩阵转置会发生什么变化?
转置将每一行变成对应的一列。数值保持不变,只交换位置。
矩形矩阵可以转置吗?
可以,每个矩形矩阵都有转置矩阵,其行数与列数会互换。
转置两次会怎样?
转置两次会回到原矩阵。每个元素先移动到镜像位置,然后再移回原位。
什么是对称矩阵?
对称矩阵等于自身的转置。它必须是方阵,且主对角线两侧镜像位置的数值相同。
转置会反转乘积的顺序吗?
会。乘积转置时,各因子的顺序会反转,从而保持矩阵乘法所需的维度匹配。