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矩阵计算器

Matrix Calculator

用精确有理数做矩阵乘法、求逆、转置和行最简形化简,并求行列式、秩和迹。

矩阵的乘法、求逆、转置和行化简,并读出行列式、秩和迹。每一项都是精确的有理数而不是浮点数,所以奇异矩阵的行列式正好是 0,整数矩阵的逆矩阵返回的是 1/3 而不是 0.3333333333333333。

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矩阵 A

一行一个行向量。元素之间用空格、逗号或制表符分隔。1/3 这样的分数和小数都可以。

矩阵 B

运算

要算什么

结果

2  1
4  3

关于矩阵 A

形状

2 × 2

秩

2

行列式

-2

迹

5

每个元素都是精确的有理数 — 一对任意精度整数 — 而不是浮点数。所以这里奇异矩阵的行列式正好是 0,而不是 3.6 × 10⁻¹⁶;整数矩阵的逆也是 1/3,而不是 0.3333333333333333。

特征值是有意不提供的。求特征值要解特征多项式,超过 4 × 4 就没有闭式解,只能用迭代的数值方法,而它的答案通常是无理数 — 这里用的精确表示根本表达不了。一个打印浮点特征值的工具,做的是和这个工具不同的承诺。

怎么用

  1. 输入矩阵

    一行一行,各项用空格、逗号或制表符分隔。1/3 这样的分数照原样接受,并保持精确。

  2. 选运算

    有的需要第二个矩阵,有的不需要。乘法要求 A 的列数等于 B 的行数,不满足时会明白地说出来。

  3. 读属性面板

    A 的形状、秩、行列式和迹。秩小于行数就是逆矩阵不存在的原因,读它省得去猜。

常见问题

为什么不提供特征值?

求特征值意味着解特征多项式,超过 4 × 4 就没有封闭形式,需要一种迭代数值方法,其答案通常是无理数——这里使用的精确有理数表示无法表达这些。一个打印浮点特征值的工具,做出的是和这个工具不同的承诺。

行列式是 0,但我的另一个计算器说是 1e-16

那个计算器用的是浮点数,每一步的舍入都留下残余。这里的运算是精确的,所以奇异矩阵给出的正好是零,你不必去判断 3.6 × 10⁻¹⁶ 算不算零。

RREF 是干什么的?

简化行阶梯形解线性方程组、求秩,并暴露哪些变量是自由的。它是其他任何运算底下消元法在做的事,被显现出来。

可以从这些接进来

接下来

这些工具吃得下当前工具的产出,结果可以直接送过去。