线性代数示例

$[\begin{array}{c} 1 + i & \frac{1}{5} & i + 7 \\ \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot i & - i & 2 + 2 i \end{array}] \cdot [\begin{array}{c} e^{i \cdot \frac{π}{4}} & - 1 \\ - 2 i & 5 + 5 i \\ i & 3 \end{array}]$

解题步骤 1

组合 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ 和 $i$ 。

$[\begin{array}{c} 1 + i & \frac{1}{5} & i + 7 \\ \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2} & - i & 2 + 2 i \end{array}] \cdot [\begin{array}{c} e^{\frac{i π}{4}} & - 1 \\ - 2 i & 5 + 5 i \\ i & 3 \end{array}]$

解题步骤 2

乘以 $[\begin{array}{c} 1 + i & \frac{1}{5} & i + 7 \\ \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2} & - i & 2 + 2 i \end{array}] [\begin{array}{c} e^{\frac{i π}{4}} & - 1 \\ - 2 i & 5 + 5 i \\ i & 3 \end{array}]$ 。

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解题步骤 2.1

Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix. In this case, the first matrix is $2 \times 3$ and the second matrix is $3 \times 2$ .

解题步骤 2.2

将第一个矩阵中的每一行乘以第二个矩阵中的每一列。

$[\begin{array}{c} (1 + i) e^{\frac{i π}{4}} + \frac{1}{5} (- 2 i) + (i + 7) i & (1 + i) \cdot - 1 + \frac{1}{5} (5 + 5 i) + (i + 7) \cdot 3 \\ (\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}) e^{\frac{i π}{4}} - i (- 2 i) + (2 + 2 i) i & (\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3} i}{2}) \cdot - 1 - i (5 + 5 i) + (2 + 2 i) \cdot 3 \end{array}]$

解题步骤 2.3

通过展开所有表达式化简矩阵的每一个元素。

$[\begin{array}{c} - 1 + e^{\frac{π i}{4}} + e^{\frac{π i}{4}} i + \frac{33 i}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 3

重新排序 $e^{\frac{π i}{4}} i$ 的因式。

$[\begin{array}{c} - 1 + e^{\frac{π i}{4}} + i e^{\frac{π i}{4}} + \frac{33 i}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 4

将 $i e^{\frac{π i}{4}}$ 和 $\frac{33 i}{5}$ 相加。

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解题步骤 4.1

将 $i$ 和 $e^{\frac{π i}{4}}$ 重新排序。

解题步骤 4.2

要将 $e^{\frac{π i}{4}} i$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} - 1 + e^{\frac{π i}{4}} + e^{\frac{π i}{4}} i \cdot \frac{5}{5} + \frac{33 i}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 4.3

组合 $e^{\frac{π i}{4}} i$ 和 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} - 1 + e^{\frac{π i}{4}} + \frac{e^{\frac{π i}{4}} i \cdot 5}{5} + \frac{33 i}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 4.4

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} - 1 + e^{\frac{π i}{4}} + \frac{5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 5

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} - 1 \cdot \frac{5}{5} + \frac{5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} + e^{\frac{π i}{4}} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 6

组合 $- 1$ 和 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 1 \cdot 5}{5} + \frac{5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} + e^{\frac{π i}{4}} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 7

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} \frac{- 5 + 5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} + e^{\frac{π i}{4}} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 8

要将 $e^{\frac{π i}{4}}$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 5 + 5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} + e^{\frac{π i}{4}} \cdot \frac{5}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 9

组合 $e^{\frac{π i}{4}}$ 和 $\frac{5}{5}$ 。

$[\begin{array}{c} \frac{- 5 + 5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i}{5} + \frac{e^{\frac{π i}{4}} \cdot 5}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

解题步骤 10

在公分母上合并分子。

$[\begin{array}{c} \frac{- 5 + 5 i e^{\frac{π i}{4}} + 33 i + 5 e^{\frac{π i}{4}}}{5} & 21 + 3 i \\ - 4 + \frac{e^{\frac{π i}{4}}}{2} + \frac{\sqrt{3} i e^{\frac{π i}{4}}}{2} + 2 i & \frac{21}{2} - \frac{\sqrt{3} i}{2} + i \end{array}]$

线性代数 示例

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