-
เราได้เรียนเรื่องการบวกเมทริกซ์ ลบเมทริกซ์
-
และการคูณเมทริกซ์
-
คุณอาจสงสัยว่า มันมี
-
การหารเมทริกซ์ไหม
-
และก่อนที่จะไปถึงตรงนั้น ขอผมแนะนำ
-
แนวคิดหนึ่งให้คุณ
-
จากนั้นเราจะเห็นว่ามันคือสิ่งที่อาจ
-
ไม่ใช่การหาร แต่ก็ใกล้เคียง
-
แต่ก่อนจะถึงตรงนั้น ผมจะสอนคุณ
-
เรื่องหลักการของ identity matrix
-
identity matrix คือเมทริกซ์ตัวนึง
-
และผมจะแทนมันด้วยตัว I ใหญ่
-
ตอนผมคูณมันกับเมทริกซ์อีกตัว -- ที่จริงผม
-
ไม่รู้ว่าคุณควรเขียนจุดด้วยไหม -- แต่ไม่ว่ายังไง
-
ตอนผมคุณมันกับเมทริกซ์อีกตัว ผม
-
จะได้เมทริกซ์อีกอันนึง
-
หรือตอนผมคูณเมทริกซ์นั่นกับ identity matrix
-
ผมจะได้เมทริกซ์นั้นอีก
-
และมันสำคัญที่ต้องระลึกไว้ว่าตอนที่เรา
-
คูณเมทริกซ์นั้น ลำดับสำคัญ
-
ผมจะบอกข้อมูลคุณตรงนี้ --
-
เราไม่ได้สมมุติตอนที่เราคูณตามปกติว่า
-
a คูณ b เท่ากับ b คูณ a เสมอ
-
มันสำคัญตอนที่เราคูณเมทริกซ์
-
ว่าคุณคูณเมทริกซ์ไปทางไหน
-
กันแน่
-
แต่เอาล่ะ มันใช้ได้ทั้งสองทางเมื่อเรายุ่ง
-
กับ square matrices
-
เมทริกซ์นี่ใช้ได้ทั้งทางนี้ไม่ก็อีกทางหากเมทริกซ์นี้
-
ไม่ใช่แบบ square แต่มันใช้ทั้งสองทางไม่ได้
-
และคุณลองคิดได้ตามที่เราเรียน
-
เรื่องการคูณเมทริกซ์ ว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น
-
แต่เอาล่ะ ผมนิยามเมทริกซ์นี้ขึ้นมาแล้ว
-
แล้วเมทริกซ์นี่หน้าตาเป็นอย่างไร
-
มันเรียบง่ายทีเดียว
-
หากเรามี 2x2 เมทริกซ์ identity matrix คือ 1,0,0,1
-
หากคุณอยากได้ 3x3 มันก็คือ 1,0,0,0,1,0,0,0,1
-
ผมว่าคุณคงเห็นทางแล้ว
-
หากคุณอยากได้ 4x4 identity matrix จะเท่ากับ 1,0,0,0,
-
0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1
-
คุณคงเห็นว่าเมทริกซ์พวกนี้ สำหรับขนาดใดก็ตาม
-
--ผมหมายถึงเราสามารถขยายมันเป็น n คูณ n
-
เมทริกซ์-- คือคุณแค่มี 1 ตามแนวบนซ้ายจนถึง
-
ล่างขวาตามแนวทแยง
-
และที่เหลือเป็น 0
-
ตามที่ผมบอกคุณไป
-
ลองพิสูจน์ว่ามันใช้ได้จริงไหม
-
ลองเอาเมทริกซ์นี้คูณกับ
-
เมทริกซ์อีกตัวนึง
-
เพื่อยืนยันว่าเมทริกซ์นั่นไม่เปลี่ยนไป
-
งั้นหากเราเอา 1,0,0,1 มา
-
ลองคูณมันกับ -- ลองคูณกับเมทริกซ์ทั่วไป
-
เพื่อให้เห็นว่ามันใช้ได้กับเลขทุกตัว
-
a,b,c,d
-
แล้วมันเท่ากับเท่าไหร่
-
เราจะคูณแถวนี้กับคอลัมน์นี้
-
1 คูณ a บวก 0 คูณ c ได้ a
-
แล้วก็แถวนั้นคูณกับคอลัมน์นี้
-
1 คูณ b บวก 0 คูณ d
-
นั่นคือ b
-
จากนั้นแถวนี้คูณคอลัมน์นี้
-
0 คูณ a บวก 1 คูณ c ได้ c
-
และสุดท้าย แถวนี้คูณคอลัมน์นี้
-
0 คูณ b บวก 1 คูณ d
-
ได้เท่ากับ d
-
แล้วคุณก็ได้มันมา
-
และมันอาจเป็นแบบฝึกหัดที่ดีที่จะลองคูณ
-
อีกทางหนึ่ง
-
และทิ่จริงจะดีกว่านี้หากลองกับ
-
3x3
-
แล้วคุณจะเห็นว่ามันถูกต้องทั้งหมด
-
และมันเป็นแบบฝึกหัดที่ดีที่จะคิดดูว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น
-
และหากคุณคิดดี ๆ จะเห็นว่าเป็นเพราะคุณ
-
ได้ข้อมูลแถวจากตรงนี้ และข้อมูลคอลัมน์
-
จากตรงนี้
-
และที่สุดแล้ว เมื่อใดที่คุณคูณ สมมุติว่า
-
เวกเตอร์นี้คูณกับเวกเตอร์นี้ คุณกำลังคูณเทอม
-
ที่คู่กันแล้วบวกมัน ถูกไหม
-
ดังนั้นหากคุณมี 1 กับ 0 0 จะหักล้างอะไรก็ตาม
-
ยกเว้นเทอมแรกในเวกเตอร์คอลัมน์นี้
-
นั่นคือสาเหตุที่คุณมี a เหลืออยู่
-
และนั่นคือสาเหตุที่ทุกอย่างหายไปหมด
-
ยกเว้นเทอมแรกในเวกเตอร์คอลัมน์อันนี้
-
และนั่นคือสาเหตุที่คุณเหลือแค่ b
-
และเช่นเดียวกัน นี่จะหักล้างทุกอย่างยกเว้น
-
เทอมที่สอง
-
นั่นคือสาเหตุที่คุณเหลือแค่ c ตรงนั้น
-
นี่คูณนี่
-
คุณเหลือแค่ c
-
นี่คูณนี่
-
คุณจะเหลือแค่ d
-
และมันเป็นเหมือนกันหากคุณใช้
-
เวกตอร์ 3x3 หรือ n คูณ n
-
นั่นน่าสนใจอยู่
-
คุณมี identity vector นี่
-
ตอนนี้หากเราอยากหาสิ่งที่เทียบเท่ากัน--
-
ลองคิดดูหน่อย
-
เรารู้ว่าในคณิตทั่วไป หากผมมี 1 คูณ
-
a จะได้ a
-
และเรารู้ว่า 1 ส่วน a คูณ a -- ในกรณีของ
-
คณิตทั่วไป ไม่เกี่ยวอะไรกับเมทริกซ์ -- จะเท่ากับ 1
-
และคุณรู้ว่ามันเรียกว่า อินเวอร์สของ a
-
และนี่คือสิ่งเดียวกับการหารด้วย a
-
แล้วมันมีสิ่งที่เหมือนกันในเมทริกซ์ไหม
-
ขอผมเปลี่ยนสีหน่อย เพราะผมใช้สีเขียว
-
นี่มากไปแล้ว
-
มันมีเมทริกซ์ ที่หากผมมีเมทริกซ์ a และ
-
ผมคูณมันกับเมทริกซ์นี้ -- ผมเรียกว่ามันว่าอินเวอร์ส
-
ของ a แล้วกัน -- มันมีเมทริกซ์นี้ไหมที่ผมจะได้
-
ไม่ใช่เลข 1 แต่เป็นสิ่งที่เทียบเท่ากับ
-
1 ในโลกของเมทริกซ์
-
คือ เหลือแค่ identity matrix?
-
และมันจะดียิ่งขึ้นหากผมสลับที่
-
การคูณได้ด้วย
-
นั่นคือ A คูณ A อินเวอร์สควรเท่ากับ
-
identity matrix
-
และหากคุณคิดหน่อย หากทั้งสองอย่างนี้เป็นจริง
-
นั่นคือ A อินเวอร์ส คืออินเวอร์สของ A
-
และ A ยังเป็นอินเวอร์สของ A อินเวอร์สด้วย
-
มันเป็นอินเวอร์สของกันและกัน
-
นั่นคือสิ่งที่ผมหมายถึง
-
ปรากฏว่ามันมีเมทริกซ์อย่างนั่นจริง
-
มันเรียกว่าอินเวอร์สของ A อย่างที่ผม
-
ได้เรียกมันไปสามครั้งแล้ว
-
และตอนนี้ผมจะแสดงวิธีคำนวณมันให้ดู
-
งั้นลองดูกัน
-
เราจะเห็นว่าการคำนวณสำหรับ 2x2 นั่น
-
ตรงไปตรงมาทีเดียว
-
แม้คุณอาจคิดว่ามันเป็นปริศนา
-
ว่าคนคิดกลไกหรืออัลกอริทึม
-
มาคำนวณได้อย่างไร
-
3x3 นั่นจะยุ่งเหยิงหน่อย
-
และ 4x4 ต้องใช้เวลาทั้งวัน
-
5x5 คุณต้องพลาดอะไรสักอย่างแน่ ๆ
-
หากคุณคิดอินเวอร์สของเมทริกซ์ขนาด 5x5
-
นั่นควรให้คอมพิวเตอร์ทำจะดีกว่า
-
ไม่ว่ายังไง ลองดูว่าเราจะคำนวณเมทริกซ์นั่นยังไง
-
งั้นลองดูกัน จากนั้นเราค่อยมาเช็คว่มัน
-
เป็นอินเวอร์สจริงหรือเปล่า
-
งั้นหากผมมีเมทริกซ์ A ประกอบด้วย a,b,c,d
-
และผมอยากคำนวณอินเวอร์สของมัน
-
อินเวอร์สมันเท่ากับ -- นี่จะเป็น
-
เหมือนกับวูดู
-
ในวิดีโอหน้า ผมจะอธิบายแนวคิดว่า
-
ทำไมมันถึงใช้ได้ หรือผมจะแสดงให้เห็นว่า
-
มันมาได้อย่างไร
-
แต่ตอนนี้ แค่จำวิธีทำจะดีกว่า
-
แค่ให้พอมั่นใจว่าคุณ
-
รู้วิธีคำนวณอินเวอร์ส
-
มันเท่ากับ 1 ส่วนเลขนี้คูณอันนี้ a คูณ d
-
ลบ b คูณ c
-
ad ลบ bc
-
และปริมาณนี้ข้างล่าง ad ลบ bc มันเรียกว่า
-
ดีเทอร์มิแนนต์ (determinant) ของเมทริกซ์ A
-
และเราจะคูณมัน
-
มันเป็นแค่เลขตัวหนึ่ง
-
มันเป็นปริมาณสเกลาร์
-
และเราจะคูณมันกัน -- คุณแค่สลับที่
-
a กับ d
-
คุณสลับตัวบนซ้ายกับล่างขวากัน
-
แล้วจะได้ d กับ a
-
และคุณสลับสองอันนี้ เอาล่างซ้ายกับบนขวา
-
สลับกัน แล้วเปลี่ยนเครื่องหมายเป็นลบ
-
จะได้ ลบ c ลบ b
-
และดีเทอร์มิแนนต์ -- อีกครั้งนึง นี่คือสิ่งที่
-
คุณแค่ต้องทำใจเชื่อไปก่อน
-
ในวิดีโอหน้า ผมสัญญาว่าจะอธิบายที่มาที่ไปให้ฟัง
-
แต่มันค่อนข้างซับซ้อนที่จะรู้ว่า
-
ดีเทอร์มิแนนต์คืออะไร
-
และหากคุณกำลังเรียนในชั้นเรียนมัธยมปลาย
-
คุณอาจต้องรู้ว่าจะคำนวณมันอย่างไร
-
แม้ว่าผมไม่ชอบบอกคุณอย่างนั้น
-
แล้วมันคืออะไร
-
นี่เรียกว่า ดีเทอร์มีแนนต์ของ A
-
คุณอาจเห็นมันในข้อสอบ ให้หา
-
ดีเทอร์มีแนนต์ของ A
-
ขอผมบอกคุณแค่นั้น
-
และสัญลักษณ์คือ A ในเครื่องหมายสัมบูรณ์
-
และมันเท่ากับ ad ลบ bc
-
วิธีพูดอย่างคือ นี่คือ 1 ส่วน
-
ดีเทอร์มิแนนต์
-
คุณจึงเขียน A อินเวอร์ส เท่ากับ 1 ส่วน
-
ดีเทอร์มิแนนต์ของ A คูณ d, ลบ b ลบ c, a
-
จะมองยังไงก็ได้
-
แต่ลองใช้มันกับปัญหาจริง แล้วคุณจะเห็น
-
ว่ามันไม่แย่นัก
-
งั้นลองเปลี่ยนตัวอักษรดู เพื่อให้คุณรู้ว่ามันไม่
-
จำเป็นต้องเป็น A เสมอไป
-
สมมุติว่าผมมีเมทริกซ์ B
-
เมทริกซ์ B คือ 3-- ผมจะเลือกเลขสุ่มเอา
-
นะ-- ลบ 4, 2 ลบ 5
-
ลองคำนวณ B อินเวอร์สกัน
-
B อินเวอร์สจะเท่ากับ 1 ส่วน
-
ดีเทอร์มิแนนต์ของ B
-
แล้วดีเทอร์มีแนนต์เป็นเท่าไหร่
-
มันคือ 3 คูณ ลบ 5 ลบ 2 คูณลบ 4
-
ดังนั้น 3 คูณลบ 5 ได้ ลบ 15 ลบ 2 คูณลบ 4
-
2 คูณลบ 4 ได้ลบ 8
-
เราจะหักล้างมัน
-
ได้เท่ากับ 8
-
และเราจะคูณนี่กับอะไร
-
เราก็สลับสองเทอมนี้ นั่นคือ ลบ 5 กับ 3
-
และเราก็ใส่เครื่องหมายลบให้สองเทอมนี้
-
ลบ 2 กับ 4
-
4 เคยเป็นลบ 4 ตอนนี้เลยกลายเป็น 4
-
ลองดูว่าเราลดรูปมันอีกได้ไหม
-
B อินเวอร์สจะเท่ากับ ลบ 15 บวก 8
-
นั่นเท่ากับลบ 7
-
นั่นคือ ลบ 1/7
-
แล้วดีเทอร์มีแนนต์ของ B -- เราสามารถเขียนดีเทอร์มีแนนต์ของ B --
-
เท่ากับลบ 7
-
ดังนั้นมันคือ ลบ 1/7 คูณ ลบ 5,4, ลบ 2, 3
-
ซึ่งเท่ากับ -- นี่คือแค่สเกลาร์ นี่คือแค่
-
ตัวเลข ดังนั้นเราก็คูณมันเข้าไปกับแต่ละองค์ประกอบ--
-
จนได้เท่ากับ ลบ ลบ บวก
-
นั่นคือ 5/7
-
5/7 ลบ 4/7
-
ลองดู
-
บวก 2/7
-
จากนั้นก็ลบ 3/7
-
มันดูเลอะเทอะหน่อย
-
แต่สุดท้ายเราได้เศษส่วนตรงนั้นตรงนี้
-
แต่ลองดูว่ามันเป็นอินเวอร์สของ
-
เมทริกซ์ B จริงหรือเปล่า
-
ลองคุณมันออกมา
-
ก่อนที่จะคูณ ขอผมหาที่เพิ่มหน่อย
-
ผมไม่ต้องใช้นี่แล้ว
-
ได้แล้วล่ะ
-
โอเค
-
ลองมายืนยันว่า อันนี้คูณกับอันนี้ หรืออันนี้คูณ
-
อันนี้ ได้เท่ากับ identity matrix ทั้งคู่
-
มาลองกัน
-
ขอผมเปลี่ยนสีหน่อย
-
B อินเวอร์สเท่ากับ 5/7 หากผมไม่ได้
-
ทำอะไรผิดนะ
-
ลบ 4/7
-
2/7
-
แล้วก็ลบ 3/7
-
นั่นคือ B อินเวอร์ส
-
แล้วผมจะคูณมันกับ B
-
3 ลบ 4
-
2 ลบ 5
-
และมันจะกลายเป็นเมทริกซ์ผลคุณ
-
ผมต้องหาที่ไว้คิดเลขหน่อย
-
ขอผมเปลี่ยนสีด้วย
-
ผมจะเอาแถวนี้คูณกับคอลัมน์นี้
-
5/7 คูณ 3 ได้เท่าไหร่
-
15/7
-
บวก ลบ 4/7 คูณ 2
-
ลบ 4/7 คูณ 2 ได้ ลบ -- ขอผมตรวจหน่อย
-
ว่ามันใช่ -- 5 คูณ 3 ได้ 15/7
-
ลบ 4 -- โอ้ ใช่ ใช่ -- 4 คูณ 2 ได้ ลบ 8/7
-
ตอนนี้เราจะคูณแถวนี้กับคอลัมน์นี้
-
ดังนั้น 5 คูณ ลบ 4 ได้ ลบ 20/7
-
บวก ลบ 4/7 คูณลบ 5
-
ได้ บวก 20/7
-
สมองผมเริ่มเฉื่อยแล้ว เพราะต้องคูณเมทริกซ์
-
ที่มีทั้งเศษส่วนและเลขติดลบ
-
แต่มันเป็นตัวอย่างที่ดีในการ
-
ฝึกสมองหลาย ๆ ส่วน
-
ช่างเถอะ
-
ลองลงมาทำเทอมนี้กัน
-
ตอนนี้เราจะคูณแถวนี้กับคอลัมน์นี้
-
นั่นคือ 2/7 คูณ 3 ได้ 6/7
-
บวก ลบ 3/7 คูณ 2
-
นั่นเท่ากับ ลบ 6/7
-
เหลืออีกเทอมนึง
-
ใกล้จบแล้ว
-
2/7 คูณ ลบ 4 ได้เท่ากับ ลบ 8/7
-
บวก ลบ 3/7 คูณ 5
-
แล้วเทอมลบนี่ก็หักล้างกัน แล้วเราเหลือ บวก 15/7
-
หากเราลดรูปมัน เราจะได้อะไร
-
15/7 ลบ 8/7 ได้ 7/7
-
นั่นก็แค่ 1
-
อันนี้เท่ากับ 0 แน่ ๆ
-
อันนี้ก็ 0
-
6/7 ลบ 6/7 ได้ 0
-
จากนั้น ลบ 8/7 บวก 15/7 นั่นเท่ากับ 7/7
-
ได้เท่ากับ 1 อีกแล้ว
-
สุดท้ายก็ได้มันมา
-
เราหาอินเวอร์สของเมทริกซ์ได้ในที่สุด
-
และที่จริงมันยากที่จะพิสูจน์ว่าเป็นอินเวอร์สด้วย
-
การคูณ เพราะเราต้องยุ่งกับเศษส่วน
-
และเลขติดลบ
-
แต่หวังว่าคุณคงพอใจแล้ว
-
และคุณสามารถลองคูณอีกทางเพื่อพิสูจน์
-
ว่าหากคุณคูณอีกทางหนึ่ง คุณก็ยัง
-
จะได้ identity matrix
-
แต่เอาล่ะ นี่คือวิธีที่คุณใช้คำนวณ
-
อินเวอร์สของ 2x2
-
และเราจะเห็นในวิดีโอหน้าว่า การคำนวณ
-
อินเวอร์สของ 3x3 เมทริกซ์ นั้นสนุกกว่านี้อีก
-
แล้วเจอกันครับ