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分块矩阵


分块矩阵是使用较小的矩阵(称为块)定义的矩阵。例如,

 [A B; C D],
(1)

其中 ABCD 本身是矩阵,这是一个分块矩阵。在具体例子中

A=[0 2; 2 0]
(2)
B=[3 3 3; 3 3 3]
(3)
C=[4 4; 4 4; 4 4]
(4)
D=[5 0 5; 0 5 0; 5 0 5];
(5)

因此,它是矩阵

 [0 2 3 3 3; 2 0 3 3 3; 4 4 5 0 5; 4 4 0 5 0; 4 4 5 0 5].
(6)

可以使用以下方法创建分块矩阵ArrayFlatten.

当两个分块矩阵具有相同的形状且它们的对角块是方阵时,它们的乘法类似于矩阵乘法。例如,

 [A_1 B_1; C_1 D_1][A_2 B_2; C_2 D_2] 
 =[A_1A_2+B_1C_2 A_1B_2+B_1D_2; C_1A_2+D_1C_2 C_1B_2+D_1D_2].
(7)

请注意,即使分块矩阵不是方阵(假设块大小对应),矩阵乘法的常用规则仍然适用。当然,矩阵乘法通常是不可交换的,因此在这些分块矩阵乘法中,保持乘法的正确顺序非常重要。

当块是 n×n 方阵时,可逆分块矩阵的集合是一个群,同构于一般线性群 GL_2(R),其中 R方阵的环。


另请参阅

分块对角矩阵凯莱-哈密顿定理矩阵

此条目由托德·罗兰贡献

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引用为

罗兰,托德。“分块矩阵”。来自 MathWorld——Wolfram Web 资源,由 Eric W. Weisstein 创建。 https://mathworld.net.cn/BlockMatrix.html

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