线性代数

逆矩阵:给变换一个「撤销键」

10 分钟

Ctrl+Z 的数学版

变换机器把向量搬走,能不能搬回来?能的话,这台机器就有逆矩阵 :先用 A、再用它的逆,等于什么都没发生。白话:逆矩阵就是撤销键。

类比:锁和钥匙

加密是最直接的例子:矩阵把信息「打乱」发出去,接收方只有拿到逆矩阵这把钥匙才能还原——可逆,是加密能用的大前提。

什么时候没有撤销键

第一章说过:行列式为 0 的机器会把平面压扁,不同输入被压成同一输出,信息丢了,回不去。所以结论干净利落:行列式不为零,才可逆。照片被压成一条线,谁也还原不出人脸。

逆矩阵怎么求

2×2 有口诀:主对角两数对调、副对角两数取负,再整体除以行列式。大矩阵不靠口诀,靠消元法机械求解——又绕回了第一讲的消元,线性代数的概念全是串着的。

常见误区:没有「除以矩阵」这回事

世界上不存在矩阵除法,只有「乘上逆矩阵」。而且不是每台机器都能撤销——先查行列式再说话。

练一练:「放大两倍机」的逆矩阵是什么?用它把 (4, 6) 变回原样。

小纸条

写出 2×2「放大两倍机」的逆矩阵,验证它乘回原矩阵等于「什么都不做」的单位矩阵。

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