MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 その23【行列演算⑥】

MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 その23【行列演算⑥】 数値計算
MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 その23【行列演算⑥】

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はじめに

前回までで、行列の基本的な演算について説明。
乗算(内積)の時に、線形代数の基礎部分の知識が必要という話が残ってはいる。

よって、線形代数の基礎の話に突入

登場人物

博識フクロウのフクさん

指差しフクロウ

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

技術者太郎

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

線形代数の基礎は本当に居るの?

太郎くん
太郎くん

行列の基本的な演算の話は終わったわけだから、
MATLABあたりでさっと試していこう!

フクさん
フクさん

ちょい待ち!

太郎くん
太郎くん

な、なに?

フクさん
フクさん

前回の最後にも行ったが、線形代数の基礎の話が残ってる。

太郎くん
太郎くん

ぶっちゃけめんどくさくなってきたんだけど・・・。

フクさん
フクさん

まぁ、ぶっちゃけると私もめんどくさくなってきてるが・・・。

太郎くん
太郎くん

じゃー、無しってことで。

フクさん
フクさん

いや!
やっぱりここでちゃんとやっておこう。
じゃないと話を進めて行く上で近いうちに詰みそうだ!

太郎くん
太郎くん

まじかー。

線形代数の基礎の話の流れ

太郎くん
太郎くん

で、どういう手順で話をしていくの?
どうせ一言二言で終わる話じゃないんでしょ?

フクさん
フクさん

そうだな・・・。

フクさん
フクさん

この感じで説明して行こう。

  • 行列の内積の公式の再確認
  • 方程式と内積
  • 連立方程式と行列
  • 行列によるベクトル変換
  • 行列によるベクトル群変換
太郎くん
太郎くん

なんかもう魔境臭が半端ないな・・・。

フクさん
フクさん

ここはまだ入り口で魔境のマの字もないところなんだけど・・・。

太郎くん
太郎くん

マジかよ・・・。

フクさん
フクさん

一つ一つは大した話では無い。
最初の方の「方程式と内積」をクリアすれば、あとはそれの組み合わせの話でしかないな。

太郎くん
太郎くん

まぁ、それを信じて話を聞くか・・・。

行列の内積の公式の再確認

フクさん
フクさん

ここで一度、行列の内積の公式を確認しておこう。

太郎くん
太郎くん

公式だけだったら覚えてる。
2×2の行列であれば、こんな感じだ。

\(
\begin{bmatrix}
a & b \\
c & d
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
e & f \\
g & h
\end{bmatrix}=
\begin{bmatrix}
ae+bg & af+bh \\
ce+dg & cf+dh
\end{bmatrix}
\)

フクさん
フクさん

正解だ。

フクさん
フクさん

そして、これは一旦忘れる

太郎くん
太郎くん

ちょっとーーーー!!!

フクさん
フクさん

後で必要になるから!
それに、太郎くんもなぜこんな公式になってるかわかってないでしょ?!

太郎くん
太郎くん

まぁ、それが分らなくて線形代数の話になってるわけではあるんだよな・・・。

フクさん
フクさん

あとあとで、こうでないと困る理由が出てくるはずなので
それまでは忘れててOKだ。

太郎くん
太郎くん

よし!忘れた!(得意だ!)

フクさん
フクさん

(うーん、ま、いっか。)

まとめ

フクさん
フクさん

まとめだよ。

  • やっぱり線形代数の基礎はやっておく。
    • 割とすぐに詰む可能性があるから。
  • 説明手順をとりあえず決めた。
    • 行列の内積の公式の再確認。
      • 方程式と内積。
      • 連立方程式と行列。
      • 行列によるベクトル変換。
      • 行列によるベクトル群変換。
  • 行列の内積の公式の再確認。
    一旦忘れてOK。

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