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如何讓11歲表妹知道矩陣乘法的本質是什麼?

熱愛學習

無法自拔

小天11歲的表妹熱愛學習,無法自拔,

甚至連小天的《高等代數》都不放過。

(孩子有時候還是需要保持一點天真)

在《高等代數》裡,表妹發現了“矩陣”這個新事物。。。

是的,她問了:小天表姐,這個是什麼呀,你給我講講

看到問題後,小天內心波瀾不驚(這個我會):嗯,這個嘛,很簡單的。。。

那解釋這個問題,那就要講講著名的京西旅館。

這一天,京西旅館大廚的老婆生孩子,大廚拋下劉強西和小天留在旅館。。。

劉強西:小天呀,你看大廚不在,

你去買菜做飯吧。。。

此時小天心中一萬隻羊駝在奔騰:我只是來當個實習生的。。。

無奈的小天只能去菜市場買菜回來做飯,但做完飯後要跟老闆報銷的時候:

劉老闆,今天我一共買了1斤肉,3斤蔬菜,肉每斤是25元,蔬菜每斤3元,那一共是34元。

摳門的劉強西有點想耍賴:小天,34元是吧?!

話鋒一轉:小天呀,最近我看到一本書叫《高等代數》,裡面有一個章節是講矩陣相乘的,你看!你剛才講的公式,

可以轉化成這種!

小天:是哦,老闆,您好厲害。你看,這一頓還是34元!

劉強西無奈下:行行行,你這裡先記著,月底統一給你報銷。

----太陽分割線----

第二天,小天又去買菜做飯了,這一次買了2斤肉和1斤菜,又來跟劉強西彙報了:老闆,這是這兩天買菜的帳單:

聽完後,劉強西正準備講話,小天說:

老闆,我知道,用矩陣表示是這樣子的,還是87元。

劉強西:小天,我想講的並不是這個事情,我想問你,你買菜是不是在村頭那個農貿市場買的?

小天:嗯呀!那裡的菜沒問題的呀。

劉強西:我知道是沒問題,不過以後買菜就不要過去村頭的農貿市場買了,以後就去村尾那邊賣菜的王大媽那裡買,實惠多了,而且都是用農家肥。他們家肉1斤才20元,蔬菜1斤也就2元。

你看看,如果這兩天我們都是王大媽那裡買菜的話:

其實這裡我們就發現了:

左邊的單價矩陣中每一個數字都對應一個價格,而消費矩陣的數字則對應每天消費的材料數量,此時我們將兩個矩陣相乘。

那兩個矩陣相乘的出來的結果代表著什麼呢?

那得到的便是所有組合的消費可能性。

這樣一比較下來,相信劉強西肯定選擇村尾的王大媽。

小天,你看到沒,

以後買菜去村尾王大媽那,她那價格是實惠!

大廚連續一個星期都不在,小天便開始負責每天買菜做飯(這實習生不好當呀),而小天每天都要將購買的材料明細和價格向劉強西彙報。

劉強西則根據小天每天彙報上來的資料,形成兩個資料矩陣:單價矩陣和材料矩陣。再將材料消耗轉為需要花的錢數,得到最後的消費矩陣。

而在這個過程也發現:

如果材料消耗翻倍,花的錢數也翻倍。

如果去不同的菜市場,也會得到不同的花錢數量。

此時,我們便將這種從一個列表轉為另一個列表的過程,稱之為一個線性映射。

而這也就是是矩陣乘法的意義。

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如何讓15歲表弟瞭解資料分析,成為新一代的程式師

本文由超級數學建模編輯整理

部分資料來源於網路

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再將材料消耗轉為需要花的錢數,得到最後的消費矩陣。

而在這個過程也發現:

如果材料消耗翻倍,花的錢數也翻倍。

如果去不同的菜市場,也會得到不同的花錢數量。

此時,我們便將這種從一個列表轉為另一個列表的過程,稱之為一個線性映射。

而這也就是是矩陣乘法的意義。

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