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선형 변환과 행렬
Matrices and Linear Transformations
                1/2
         게임코디 - 그건일
시작하기 전에…
• 원서와 번역서은 순서가 다릅니다.
  번역서 : 선형변환  행렬
  원서 : 행렬  선형변환  행렬계산
• 정의하고 어디에 쓰이는지는 나중에 알려
  줍니다.
시작하기 전에…
• 참고서
  이야기로 아주 쉽게 배
  우는 대수학




  • 링크 : 행렬이란 무엇인가?
    http://blog.daum.net/lostinspace/453
    5628
2.1 소개
• 선형 변환이라고 하는 특수한 함수들에 대
  해 다룬다.
• 행렬의 구조를 조사해서 어떤 변환인지를
  알 수 있다.
• 행렬은 또한 선형 연립 방정식을 풀기 위해
  서 사용될 수 있고 이것은 그래픽스와 물리
  시뮬레이션에서 특정 알고리즘을 푸는데
  유용하다.
2.2 선형 변환
• 벡터 공간에서 벡터 공간으로 사상한다.
  they map vector spaces to vector spaces.
• 벡터 공간의 기저 벡터들을 어떻게 변환하는
  지를 알아봄
                                      (0, 1, 0)
      (0, 1)


                                                  (1, 0, 0)

               (1, 0)
                                     (0, 0, 1)

               기저 벡터(basis vector)
2.1.1 정의 #1
• 관계는 정의역이라고 하는 값들의 집합 X
  에서 치역이라고 하는 또 다른 값들의 집합
  Y로 사상한다.
  A relation maps a set X of values (known
  as the domain) to another set Y of values
  (known as the range).
2.1.1 정의 #2
                   그림으로 표현한 자료




null space =

         출처: http://imine.chonbuk.ac.kr/Courses/2011_la/ch6_3.pdf
2.1.1 정의 #3
• 정의역(n차원) 에서 치역(m차원)으로 바꿔
  주는 함수를 변환 이라고 한다.
2.1.1 정의 #4
• 선형 함수에서 가능한 유일한 연산들은 상
  수를 곱하는 것과 덧셈 뿐이다.


                 라고 할 때
2.2.2 영 공간과 범위 #1
(Null Space and Range)
• 어떤 변환은 x(축)에 대해 0 이 나온다.


• 범위(range) 는…


• range 설명하다 rank 가…
2.2.2 영 공간과 범위 #2
 (Null Space and Range)




p75. 영 공간 N 은 y와 z성분이 0인 벡터이다.
2.2.2 영 공간과 범위 #2
(Null Space and Range)
번역 오류 지적:
http://glog.springnote.com/pages/10230688?
print=1
2.3.3 선형 변환과 기저 벡터들
• 기저 벡터를 미리 계산해서 저장할 수 있고
  일반 벡터x 를 변환하기 위해서 언제라도
  식을 사용할 수 있다.



  기저 벡터            미리 계산된 값
2.3 행렬 – 2.3.1 행렬에 대한 소개 #1

• 행렬은 2차원 숫자 배열
2.3 행렬 – 2.3.1 행렬에 대한 소개 #2

• 주대각(main diagonal)




• 행렬의 트레이스(the trace of a matrix)
  3+2+1+1 = 7
2.3 행렬 – 2.3.1 행렬에 대한 소개 #3

• 상삼각(upper triangular)



• 하삼각(lower triangular)



• 대각행렬(diagonal matrix)
2.3.2 간단한 연산들 #1
• 행렬의 덧셈
 A, B, S 행렬은 동일한
 행과 열의 수가 같아야 함

• 행렬의 스케일
2.3.2 간단한 연산들 #2
• 전치 – 행들과 열들을 교체한다.
  (Transpose)




• 대칭 행렬 - 전치 연산 후에도 변화가 없는 행렬
  (symmetric matrix)
2.3.2 간단한 연산들 #3
• 반대칭 행렬 – 전치 연산을 하면 부호가 바뀌는 행렬
  (skew symmetric matrix)
2.3.3 벡터 표현
• 하나의 행 또는 하나의 열만 가지는 행렬




              이 책에서 표현하는 방식
2.3.4 블록 행렬
• 행렬의 부분을 기호화 해서 표현할 수 있다.
2.3.5 행렬의 곱셈(Matrix Product) #1

• 행렬의 곱을 계산하는 것은 실수를 곱하는
  것처럼 단순하지 않지만, 그 과정을 이해하
  는 것이 그렇게 어려운 것은 아니다.

                     그렇게 어려운 것이 아니다.
2.3.5 행렬의 곱셈(Matrix Product) #2

• 교환 법칙이 성립하지 않는다.
2.3.5 행렬의 곱셈(Matrix Product) #2

• 결합 법칙과 분배 법칙은 적용됨




                 ?
2.3.6 벡터 변환
• 벡터(m) = V(m x n) * 벡터(n)




      b=        A        x
 이것은 n차원 공간 V 에서 m 차원 공간 W
 의 변환을 나타내고 있다.
2.3.7 선형 변환의 결합
• 벡터가 두 번 이상 변환을 거쳐야 하는 경우
  한 번만 변환 해서 동일한 결과를 생성하는
  하나의 변환을 찾는 것이 더 효율적일 것이
  다.