Re: [中學] 請問數A的綜合題
※ 引述《jenshi (小旭)》之銘言:
: → musicbox810 : 線性變換跟矩陣表示不是等價的嗎? 01/23 22:38
: → musicbox810 : 可以請幾位大大開示一下嗎?我這部分可能沒有學好 01/24 07:20
: → musicbox810 : E大的意思我懂。我可能沒有說清楚,想問的是要怎麼 01/24 11:13
: → musicbox810 : 證明矩陣是一種線性變換? 01/24 11:14
: → musicbox810 : 因為我以前在教科書上書本直接用矩陣乘開後的結果當 01/24 11:14
: → musicbox810 : 作線性變換的定義,所以是當成同一回事,連證明互為 01/24 11:15
: → musicbox810 : 等價的動作都沒有,所以我才突然驚覺該怎麼證明 01/24 11:15
在Vector Space上的線性變換跟 矩陣表示 確實是等價的沒錯
你在問的問題其實是:怎麼證明 旋轉 的行為是一個對座標的線性變換?
首先,讓我們寫出 旋轉 的公式
給定一個點 P(x,y),距離原點為r,與x軸逆時針夾角為θ。
將P順時針旋轉 φ後,請問P的座標為何?
原本
x = rcosθ
y = rsinθ
旋轉後的座標 (x', y') 則為
x' = rcos(θ+φ)
y' = rsin(θ+φ)
用三角函數的和角公式展開整理可以得到
x' = rcosθcosφ - rsinθsinφ = cosφx - sinφy
y' = rsinθcosφ + rcosθsinφ = sinφx + cosφy
所以如果我們把 旋轉φ 寫成函數 f_φ,
則可以得到
f_φ((x,y)) = (cosφx - sinφy, sinφx + cosφy)
好,下一步就是證明 f_φ 是線性變換
主要需要證明兩點
(1) 給定任意兩點 (x1, y1) 和 (x2, y2),
我們都有 f_φ((x1,y1)+(x2,y2)) = f_φ((x1,y1)) + f_φ((x2,y2))
(2) 給定任意一點 (x,y) 以及常數 c,
我們都有 f_φ((cx, cy)) = cf_φ((x, y))
這個很直白啦,自己嘗試做做看吧
不過要證明線性的函數可以寫成一個等價的矩陣,
還需要證明二次元座標是個 vector space。
但是啦,只是要得到旋轉的公式,不需要知道任何線性代數的知識。
另外,因為沒有引入 vector space,高中的矩陣跟沒教一樣。
本質上就是把一些關係式的係數寫成長方形的樣子
所有的問題,你不知道"矩陣"仍然都做得出來
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我說的是「跟沒教一樣」
「算不算學過矩陣」不是有意義的問題
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有人這樣說嗎?
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有人這樣說嗎?
不好意思,我其實最想知道的事:你說的這些跟我的文章有衝突的部分嗎?
噓
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你要說跟沒學過矩陣一樣倒是沒啥問題。
只是我還是有同樣的問題:你說的這些跟我的文章有衝突的部分嗎?
你與其舉那些不太好懂的例子,還不如說明:
高中矩陣課程內容能幫助學生解什麼本來不好解或近乎無法解決的問題?
※ 編輯: arrenwu (98.45.195.96 美國), 01/28/2025 10:18:32
討論串 (同標題文章)