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行列計算機

Matrix Calculator

行列の積・逆行列・転置・行簡約を誤差のない有理数で計算し、行列式・階数・トレースを求めます。

行列の積、逆行列、転置、行簡約を計算し、行列式・階数・トレースを読み取ります。要素はすべて浮動小数点数ではなく正確な有理数なので、特異な行列の行列式はきっかり0になり、整数行列の逆行列は0.3333333333333333ではなく1/3として返ります。

🔒 ブラウザの中だけで動きますmatrixmathlinear-algebra

行列 A

1 行に 1 行ずつ。要素は空白・カンマ・タブで区切ります。1/3 のような分数も小数も使えます。

行列 B

演算

計算する内容

結果

2  1
4  3

行列 A について

型

2 × 2

階数

2

行列式

-2

跡(トレース)

5

要素はすべて浮動小数点数ではなく、正確な有理数 — 任意精度の整数 2 つの組 — です。特異行列の行列式が 3.6 × 10⁻¹⁶ ではなくちょうど 0 になり、整数行列の逆行列が 0.3333333333333333 ではなく 1/3 で返るのはそのためです。

固有値はあえて用意していません。固有値を求めるには特性多項式を解く必要があり、4 × 4 を超えると閉じた形の解がなく、反復的な数値解法に頼ることになります。その答えはたいてい無理数で、ここで使っている正確な表現では表せません。浮動小数点の固有値を出す道具は、この道具とは別の約束をしていることになります。

使い方

  1. 行列を入力します

    1行に1行ぶん、要素は空白・カンマ・タブのどれで区切っても構いません。1/3のような分数はそのまま受け取り、正確なまま保ちます。

  2. 演算を選びます

    2つ目の行列が要るものと要らないものがあります。積はAの列数とBの行数が一致する必要があり、一致しなければはっきりそう言います。

  3. 性質のパネルを読みます

    Aの形、階数、行列式、トレースです。階数が行数より小さいことが、逆行列が存在しない理由であり、それを読めば推測せずに済みます。

よくある質問

固有値がないのはなぜですか。

固有値を求めるには特性多項式を解くことになりますが、4×4を超えると閉じた形の解はなく、反復的な数値解法が要り、その答えはたいてい無理数です。ここで使っている正確な有理数の表現ではそれを表せません。浮動小数点の固有値を出す道具は、これとは別の約束をしていることになります。

行列式が0ですが、別の計算機は1e-16と言います。

その計算機は浮動小数点を使っていて、各段の丸めが残りかすを残すからです。ここでは計算が正確なので、特異な行列はきっかり0になり、3.6×10⁻¹⁶を0とみなすかどうかを判断せずに済みます。

RREFは何に使いますか。

既約行階段形は、連立1次方程式を解き、階数を求め、どの変数が自由かを見せます。ほかの演算のどれでも裏で走っている消去法を、目に見える形にしたものです。

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次の一手

このツールが出したものをそのまま受け取れる道具です。