浅谈矩阵乘法与矩阵二次型

     矩阵乘法是一种很有意思的运算,因为说是乘法不如说是加法,或者说是向量的线性组合的过程。两个矩阵的乘积C=AB,对于这个公式的线性组合方面理解有两种,一种是从左边看:,意思是矩阵C的第i行是B的行向量的线性组合,组合系数是A的第i行。另外一个很受欢迎的解释,是从右边理解,就是说矩阵C的第j列是A的各个列的线性组合,组合系数是矩阵B的第j列的相应元素。

   下面谈一下矩阵二次型,分两种情况,一种是矩阵A两边左乘和右乘的是向量X,一种是矩阵A两边左乘和右乘的是矩阵X。 


Case 1假设A左乘和右乘的列向量为

那么矩阵二次型运算为:



Case2 假设A左乘和右乘的矩阵为



于是,

利用矩阵乘法以及秩1矩阵的特性,我们对矩阵A有:

于是

很多时候我们需要的只不过是对角线的元素的和,也就是矩阵的迹,于是我们对上面的矩阵求迹:

我们知道矩阵和的迹等于各个矩阵迹的和。在这里各个矩阵都是秩为1的矩阵,而秩为1矩阵的迹有下面的运算法则:

假设矩阵M是由两个矢量m和n相乘得到的,M的秩为1,那么

于是,对于公式1,我们有:


在这里Xi指的是X的第i列。


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