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线性代数 · 第七章 线性空间与线性变换 · 7.4 线性变换

线性变换的矩阵表示

选定输入与输出的基后,线性变换对每个基向量的像按列排成一个矩阵,就能把变换计算转成矩阵乘法。

设 T:,选定 的基和 的基。把每个输入基向量经过 后在输出基下的坐标列依次写成矩阵的列,得到 。于是任意向量的坐标满足 ;换基会改变矩阵表示,但不会改变变换本身。

开始自测

学完要会什么

能说明矩阵的列从哪里来,并区分线性变换本身与它在特定基下的矩阵表示。

做题前先检查

  • 输入空间与输出空间的基都要先固定,矩阵表示才有明确含义。
  • 第 列是第 个输入基向量的像在输出基下的坐标。
  • 矩阵相乘时,坐标所使用的基必须前后一致。

先回忆,再看答案

用三个问题检查是否真的理解

1. 线性变换必须保留哪两种结构?

提示:加法与数乘。

2. 核和像分别回答什么问题?

提示:一个问谁被压成零,一个问能到哪里。

3. 表示矩阵的第 j 列从哪里来?

提示:看第 j 个基向量的像。

关键公式

常见易错点

  • 把输入基向量直接抄成矩阵列而没有先作用
  • 混用不同基下的坐标列
  • 认为换基会改变线性变换的本质