行列の積のルールの理由
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2023.02.23
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(1) 行列の積が次のような式で表されるのは何故でしょうか?
その理由は線形変換にあります。線形変換とは、一次変換とも言われ、位置ベクトルの写像であり、それをベクトル空間の座標系で見たときには、座標系の原点は原点に変換され、直線は直線のままに変換される変換のことを言います。その結果、座標のグリッド線は平行で均一に保ったままの形で変換されます。
線形変換による位置ベクトルの写像は、次の方法で求めることができます。つまり、まず基底の写像をとり、それらをそれぞれに変換前と同じ倍率で拡大し合成するのです。
そこで、この変換を次のように表すことにするのです。
基底の写像を求める変換式は次のようになります。
(2) 行列の積が次のような式で表されるのは何故でしょうか?
その理由は、位置ベクトルの写像の合成にあります。線形変換の合成と言ってもいいでしょう。次の式が成り立つように行列の積を定義したのです。
真ん中の式:
右辺が真ん中の式と同じになるためには、次のように行列の積を定義すればいいのです。