从行或列的角度思考矩阵-向量乘法(matrix-vector multiplication)

从行或列的角度思考矩阵-向量乘法可以帮助理解这个运算的几何意义以及如何在计算中操作。

1. 从行的角度思考

假设我们有一个 m × n m \times n m×n的矩阵 A A A 和一个 n × 1 n \times 1 n×1的列向量 x \mathbf{x} x。矩阵-向量乘法 A x A\mathbf{x} Ax 的结果是一个 m × 1 m \times 1 m×1的列向量。

从行的角度来看,每个结果向量的元素都是矩阵 A A A 中对应行的线性组合。具体地说:

  • 矩阵 A A A 的第 i i i 行向量 a i \mathbf{a}_i ai 与向量 x \mathbf{x} x 进行点积,得到结果向量 y \mathbf{y} y 的第 i i i 个元素 y i y_i yi 。
  • 公式表示为:
    y i = a i ⋅ x = ∑ j = 1 n a i j x j y_i = \mathbf{a}i \cdot \mathbf{x} = \sum{j=1}^{n} a_{ij} x_j yi=ai⋅x=j=1∑naijxj
  • 这意味着矩阵-向量乘法的结果 y \mathbf{y} y 是所有行向量与 x \mathbf{x} x点积后所得的列向量。

2. 从列的角度思考

同样,考虑矩阵 A A A和向量 x \mathbf{x} x的乘法 A x A\mathbf{x} Ax,但是从列的角度来看。

  • 矩阵 A A A可以表示为 n n n 个列向量 a 1 , a 2 , ... , a n \mathbf{a}_1, \mathbf{a}_2, \dots, \mathbf{a}_n a1,a2,...,an的组合。
  • 乘法 A x A\mathbf{x} Ax 实际上是将列向量 a i \mathbf{a}_i ai 乘以标量 x i x_i xi 并求和:
    A x = x 1 a 1 + x 2 a 2 + ⋯ + x n a n A\mathbf{x} = x_1 \mathbf{a}_1 + x_2 \mathbf{a}_2 + \dots + x_n \mathbf{a}_n Ax=x1a1+x2a2+⋯+xnan
  • 这意味着矩阵-向量乘法的结果 y \mathbf{y} y是矩阵 A A A的每个列向量 a i \mathbf{a}_i ai按 x i x_i xi加权后的线性组合。

小结

  • 行视角:每个结果元素是矩阵行向量和列向量的点积。
  • 列视角:结果向量是矩阵列向量的线性组合,其中组合系数由列向量中的对应元素给出。

通过从行和列两个角度去理解矩阵-向量乘法,可以更深入地把握矩阵运算的本质以及其在不同应用场景中的几何意义。

相关推荐
_zwy1 小时前
通义万相2.1 图生视频:为AI绘梦插上翅膀,开启ALGC算力领域新纪元
人工智能·深度学习·计算机视觉·ai作画
没学上了1 小时前
yolov8自定义实例分割
人工智能·深度学习·opencv·yolo·逻辑回归
浪九天7 小时前
人工智能直通车系列14【机器学习基础】(逻辑回归原理逻辑回归模型实现)
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·自然语言处理
暴力袋鼠哥10 小时前
基于深度学习的中文文本情感分析系统
人工智能·深度学习
视觉语言导航10 小时前
RAG助力机器人场景理解与具身操作!EmbodiedRAG:基于动态三维场景图检索的机器人任务规划
人工智能·深度学习·具身智能
snow@li11 小时前
AI问答:transformer 架构 / 模型 / 自注意力机制实现序列数据的并行处理 / AI的底层
人工智能·深度学习·transformer
小圆圆66612 小时前
一学就会的深度学习基础指令及操作步骤(6)迁移学习
人工智能·深度学习·卷积神经网络·迁移学习
长安er12 小时前
详解分辨率、像素值与图像大小:数字图像的三大支柱
图像处理·人工智能·深度学习·计算机视觉·分辨率·像素
魔障阿Q12 小时前
labelimg标注的xml标签转换为yolo格式标签
xml·人工智能·python·深度学习·yolo·计算机视觉
lynn-6612 小时前
深度学习与大模型基础-向量
人工智能·深度学习