
【计】 matrix addition
matrix
【计】 matrix
【化】 matrix
【经】 matrices; matrix
addition; additive
【计】 ADD; addition
矩阵加法(Matrix Addition)是线性代数中的基础运算之一,指两个同维度矩阵的对应元素相加,生成一个新矩阵的操作。以下从汉英对照和专业解释角度展开说明:
矩阵加法的数学定义为:若矩阵( A = [a{ij}] )和( B = [b{ij}] )均为( m times n )矩阵,则它们的和( C = A + B )满足( c{ij} = a{ij} + b_{ij} )(对所有( i=1,2,...,m )和( j=1,2,...,n ))。
英文术语中,矩阵加法对应“matrix addition”,其核心规则是“维度匹配”(same dimensions required),即只有行数和列数相同的矩阵才能相加(来源:MathWorld)。
以两个( 2 times 2 )矩阵为例:
[ A = begin{pmatrix} 1 & 32 & 4 end{pmatrix}, quad B = begin{pmatrix} 5 & 20 & 6 end{pmatrix} ]
加法结果为:
[ A + B = begin{pmatrix} 1+5 & 3+22+0 & 4+6 end{pmatrix} = begin{pmatrix} 6 & 52 & 10 end{pmatrix} ]
这一过程体现了“逐元素相加”(element-wise addition)的特性(来源:《线性代数及其应用》第5版)。
矩阵加法在工程计算、计算机图形学(如坐标变换)和数据分析(如矩阵化数据处理)中广泛应用。例如,图像处理中可通过矩阵加法实现亮度调整(来源:Khan Academy)。
若矩阵维度不同,加法无定义。对于不同维度的数据,需通过零填充(zero-padding)或降维预处理后才能运算。此限制是矩阵运算与标量运算的核心区别之一(来源:MIT Linear Algebra Lecture Notes)。
矩阵加法是线性代数中的基础运算,其核心规则和解释如下:
矩阵加法要求两个矩阵维度相同(即行数和列数完全一致),对应位置的元素相加。若矩阵 ( A ) 和 ( B ) 均为 ( m times n ) 矩阵,则它们的和 ( C = A + B ) 满足: $$ c{ij} = a{ij} + b_{ij} quad (1 leq i leq m, 1 leq j leq n) $$
示例: 若 ( A = begin{bmatrix} 1 & 23 & 4 end{bmatrix} ),( B = begin{bmatrix} 5 & 67 & 8 end{bmatrix} ),则: $$ A + B = begin{bmatrix} 1+5 & 2+63+7 & 4+8 end{bmatrix} = begin{bmatrix} 6 & 810 & 12 end{bmatrix} $$
通过上述规则,矩阵加法实现了对同维度数据的逐元素操作,是许多数学和工程计算的基础工具。
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