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1、 8 从图表到矩阵解读 225500 江苏省姜堰中学 张圣官 一主干知识聚焦 1从图表到矩阵 例如,某电视台举办歌唱比赛,甲、乙两名选手初、复赛成绩如下:甲初赛 80 分、复赛90 分;乙初赛 60 分、复赛 85 分。我们可以列表如下:在不引起混淆的情形下,该表还可简记为:如果把表中的说明舍弃,将表中的数据按原来的位置排成一个矩形数表,那么上表还可进一步简记为:80 90 86 88。我们把这样的矩形数字(或字母)阵列叫做矩阵。矩阵的主要贡献就是将烦琐的文字描述,变为了简明的图表,体现了数学中的简洁美。事实上,在研究像图形这样的数学问题时,矩阵也同样有用武之地。请看下例:图矩阵 这里研究的是
2、连接点与点之间的线的条数问题,通过矩阵很形象直观地反映了有关结论。矩阵中的有关概念:记号:A,B,C,或(aij)(其中 i,j分别元素 aij所在的行和列)要素:行列元素 矩阵相等:行列数目相等并且对应元素相等。特别地,(1)2 1 矩阵,2 2 矩阵(二阶矩阵),2 3 矩阵(2)零矩阵 (3)行矩阵:a11,a12 列矩阵:a11 a21,一般用,等表示。(4)行向量与列向量 2二阶矩阵与平面列向量的乘法 在一开始的引例中,如果规定歌唱比赛最后成绩有初赛与复赛综合裁定,其中初赛占40%,复赛占 60%,那么,甲的最后成绩为 800.4+900.6=86分,乙的最后成绩为 600.4+85
3、0.6=75分。如果用 A=80 90表示甲的两次成绩,用 B=60 85表示乙的两次成 初赛 复赛 甲 80 90 乙 86 88 80 90 86 88 B A C D A B C D A B C D 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 A B C A 0 3 1 B 3 0 0 C 1 0 2 A C B 9 绩,用 C=0.40.6表示初赛和复赛在比赛总分中所占的比重,那么甲、乙的最后成绩可用如下矩阵的形式表示:0.48 09 08 00.49 00.68 6 0.6A C 0.4608560
4、0.485 0.6750.6B C 如果用80906085D表示甲、乙的成绩,那么上述求解两人成绩的过程可以表示为:80900.480 0.490 0.68660850.660 0.485 0.675D C 这就反映了二阶矩阵与平面列向量的乘法。二典型例题解析 例 1某牛仔裤商店经销A、B、C、D、E五种不同牌子的牛仔裤,其腰围大小分别有 28英寸、30 英寸、32 英寸、34 英寸四种,在一个星期内,该商店的销售情况如下:A B C D E 28 英寸 1 3 0 1 2 30 英寸 5 8 6 1 2 32 英寸 2 3 5 6 0 34 英寸 0 1 1 0 3 试用矩阵表示之。解:13012586122356001103 例 2 计算2001xy ,并说明二阶矩阵与平面列向量的乘法表示了一个什么样的变换?解:202020101xxyxyxyy 这个二阶矩阵与平面列向量的乘法反映的是,将平面上的点 P(x,y)变为(2,)Px y,即变换 T:2,xxx yyy。