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いけいけ機械学習

統計、機械学習、AIを学んでいきたいと思います。 お役に立てば幸いです。

【DS検定対策】行列の難所を攻略!「掛け算(積)」の独特なルール

行列の掛け算(積)は、計算の組み合わせが複雑です。全てのマス(左上・右上・左下・右下)がどのように計算されているか、抜き出し図解で整理します。

1. 【 問題 】:行列の積

次の2つの行列 A と B の積(AB)として、正しいものはどれでしょうか?

A =
1 2
3 4
  ×   B =
5 6
7 8

【 選択肢 】


5 12
21 32

19 22
43 50

7 10
15 22

2. 【 解答 】

正解: ②

3. 【 図解 】:全要素の計算プロセス

「左の横一行」と「右の縦一列」を順番に掛け合わせて足していきます。

■ 左上の計算(1行目 × 1列目)

1 2
×
5
7
→ (1×5)+(2×7) = 19

■ 右上の計算(1行目 × 2列目)

1 2
×
6
8
→ (1×6)+(2×8) = 22

■ 左下の計算(2行目 × 1列目)

3 4
×
5
7
→ (3×5)+(4×7) = 43

■ 右下の計算(2行目 × 2列目)

3 4
×
6
8
→ (3×6)+(4×8) = 50

4. 【 解説 】:行列の積のルール

計算結果をまとめると、以下の通りになります。

【 計算結果 】
19 22
43 50

■ 覚え方のコツ
左の行列から「横」のパーツ、右の行列から「縦」のパーツを一つずつ取り出すのがポイントです。順序(左×右)を逆にすると答えが変わってしまうので注意しましょう。


5. まとめ

行列の積は、慣れるまでは図のようにパーツを抜き出して書くのが一番の近道です。この4つのプロセスの動きをマスターしましょう。



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【DS検定対策】行列の基礎を攻略!「引き算」も同じ位置で計算

行列の足し算の次は「引き算」です。ルールは足し算と全く同じで、対応する位置の数字を引くだくだけですが、符号(プラス・マイナス)の変化に注意が必要です。

1. 【 問題 】:行列の差

次の2つの行列 A と B の差(A - B)として、正しいものはどれでしょうか?

A =
5 8
3 2
     B =
1 4
6 2

【 選択肢 】


4 4
-3 0

6 12
9 4

4 4
3 0

2. 【 解答 】

正解: ①

3. 【 解説 】:行列の引き算ルール

行列の引き算も、足し算と同様に同じ位置にある要素どうしを計算します。

・左上: 5 - 1 = 4
・右上: 8 - 4 = 4
・左下: 3 - 6 = -3
・右下: 2 - 2 = 0

【 計算結果 】
4 4
-3 0

■ 注意点
1. マイナスの計算: 今回の左下(3 - 6)のように、計算結果が負の数になる場合があります。符号ミスに注意しましょう。
2. 引く順番: 行列 A - B と B - A では結果が異なります。必ず指定された順序で引きましょう。


4. まとめ

行列の引き算は、基本さえ押さえれば得点源になります。次は、多くの人がつまずきやすい「行列の掛け算(積)」について、このフォーマットで整理していきましょう。



【DS検定対策】行列の基礎を攻略!「計算のルール」が合格のカギ

データ分析の基礎となる行列の計算。まずは基本となる「和(足し算)」のルールを整理します。

1. 【 問題 】:行列の和

次の2つの行列 A と B の和(A + B)として、正しいものはどれでしょうか?

A =
1 2
3 4
      B =
5 6
7 8

【 選択肢 】


5 12
21 32

6 8
10 12

4 4
4 4

2. 【 解答 】

正解: ②

3. 【 解説 】:行列の計算ルール

行列の足し算・引き算は、同じ位置にある要素どうしを計算するだけです。

・左上: 1 + 5 = 6
・右上: 2 + 6 = 8
・左下: 3 + 7 = 10
・右下: 4 + 8 = 12

【 計算結果 】
6 8
10 12

■ 注意点
1. サイズの一致: 行列の足し算・引き算ができるのは、行と列の数が一致している場合のみです。
2. 対応する位置: 違う場所の数字を足さないよう、一箇所ずつ確実に計算しましょう。


4. まとめ

DS検定では、行列の基本計算が必須知識として問われます。「同じ位置どうし」というルールを、まずはしっかり身につけましょう。