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线性变换
Linear Transformation · 矩阵列即新基底
Phi·Studio
行列式 det M
+1.000
迹 tr M
+2.000
秩 rank
2
特征值 λ
1, 1
原始网格
变换后网格
î' = 第一列 (a, c)
ĵ' = 第二列 (b, d)
单位平行四边形 (面积 = |det M|)
试探向量 v 与像 Mv
M =
第一列 (a, c) 是 î 的去处
第二列 (b, d) 是 ĵ 的去处
旋转角 θ
拖动 θ 会把 M 设为纯旋转矩阵 R(θ) = [[cos θ, −sin θ], [sin θ, cos θ]],覆盖当前矩阵
矩阵 M 把 î = (1,0) 送到 (a, c),把 ĵ = (0,1) 送到 (b, d)。所以 M 的两列 就是新基底——拖动橙/青箭头的尖端就在直接改 M 的列。任何向量 v 的像 Mv = v₁(a,c) + v₂(b,d) 是新基的线性组合。
变换后的整张网格平行于新的 î'、ĵ'。原本的单位正方形被送到平行四边形,其有向面积 = det M。det = 0 时平行四边形塌成线段——M 不可逆,秩 ≤ 1。det < 0 时取向反转(手性翻转)。
特征向量沿不变方向:Mv = λv。打开"特征向量"按钮看(紫色虚线),其上的向量只被拉伸 λ 倍而不旋转。复特征值时(tr² < 4 det,例如纯旋转)没有实特征向量,按钮无显示。
矩阵 = 列向量
行列式(面积比)
特征方程