機械学習のための様々な行列の基礎(復習)

Python, ML, Math14 January 2021

いろいろな特徴を持った(特別な)行列をまとめて列挙する。

転置行列

  • 行列の要素ごとに\(( a_ij )\)\(( a_ji )\)に置き換えた行列
  • 行列Aの転置行列は、\(^t A\)もしくは\(A^T\)で表す

直行行列

  • 行列Aに対して以下の式が成立する行列(Iは単位行列)
$$ AA^T = A^TA = I $$

零行列

  • 全ての要素が0の行列

正方行列

  • 行と列の数が等しい行列

以下、正方行列の中でもさらに特別なもの

対角行列

  • 対角成分以外の要素が0の正方行列

対角成分は左上から右下までの要素の間に存在する要素(対角のそのままの意味)

単位行列

  • 対角行列の対角成分が全て1の正方行列
  • 数式上は、EやIで表す
  • 行列AとIの積はAになる\(AI = A\)

直行行列

  • 転置行列と逆行列が愛しくなる正方行列

トレース

\(n \times n\)の正方行列がある時、対角成分の総和をトレースと言い、以下で表される。

$$ \sum_{k=1}^{n} a_kk$$

また、数式上は\(tr A\)と記載する。

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