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矩阵乘法是矩阵运算中最重要的操作之一。两个矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_02的矩阵乘积是第三个矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_03。为了使乘法定义良好,矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵的列数必须和矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_02的行数相等。如果矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵的形状是机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵_07,矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_02的形状是机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_线性代数_09,那么矩阵机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_03的形状是机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_11。我们可以通过将两个或多个矩阵并列放置以书写矩阵乘法:

机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_12

具体地,该乘法操作定义为:

机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_13

需要注意的是,两个矩阵的标准乘积不是指两个矩阵中对应元素的乘积。不过,那样的矩阵操作确实是存在的,被称为元素对应乘积或者Hadamard乘积,记为机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵_14

两个相同维数的向量机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_15机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_算法_16点积可看作是矩阵乘积机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_17。我们可以把矩阵乘积机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_18中计算机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_19的步骤看作是机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵的第机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_线性代数_21行和机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_深度学习_02的第机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_矩阵_23列之间的点积。

矩阵乘积运算有许多有用的性质,从而使矩阵的数学分析更加方便。比如,矩阵乘积服从分配律:

机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_算法_24

矩阵乘积也服从结合律:

机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_25

不同于标量乘积,矩阵乘积并不满足交换律。然而,两个向量的点积满足交换律:

机器学习中的数学——矩阵和向量相乘_机器学习_26