上次我們講了矩陣的乘法的加法運算,今天,讓我們深入了解一下矩陣的意義,話不多說,讓我們開門見山,有請今天的主角上場:
大家還記得我嗎?
大家就問了,這個二階矩陣有啥意義呢,你能具體舉個形象的例子讓我們理解它嗎?
我們上次說過,這個二階矩陣是在笛卡爾坐标系的(xy)。
要想更加具體形象理解上面那個矩陣的數學意義,我們要給它賦予物理屬性。我們今天得向大家介紹一下材料力學的知識:在我們的自然界中,存在着許多鬼斧神工的天然晶體:
這些晶體内部是由大大小小的分子或原子構成的:
晶體具有各向異性,具體表現在不同方向上的彈性模量、硬度、斷裂抗力、屈服強度、熱膨脹系數、導熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強度、磁化率和折射率等都是不同的。
我們描述晶體内部所受的力時,需要引入張量的概念:
張量的大概意思是:在x軸方向上,晶體沿x方向受到的力的大小。這裡有點拗口,注意,一個張量描述了兩個物理矢量。
X軸,或者y軸,再或者z軸。
描述方向的矢量箭頭
沿x軸方向的分力Fx,或者Fy,再或者Fz。
F隻是對應坐标軸方向的,指向坐标軸
雪花
我猜你沒有看懂我剛才的描述,因為它很抽象。不過不要擔心,我們馬上來做個實驗,現在請出我們的明星二階矩陣來,并給它賦予物理含義:
假如我們把它當做晶體力微元量的描述,一共有多少種說法呢?我給大家一一列舉出來:
這個晶體微元量在x軸方向上,沿x軸的力的大小1N.
這個晶體微元量在x軸方向上,沿y軸的力的大小2N.
這個晶體微元量在y軸方向上,沿x軸的力的大小為3N
這個晶體微元量在y軸方向上,沿y軸的力的大小為4N
于是,我們把這個具體的給抽象成優美的數學形式:
如果是三階矩陣,那自然描述的是晶體在空間中三個方向的受力情況:
這下,你明白了二階矩陣和三階矩陣的意義了麼,這也是二階張量的意義之一。
我們之所以理解不了矩陣,是因為教科書上的它不貼合實際,就單一個結論,顯得曲高和寡,陽春白雪;其實不然——數學知識也是來自于我們可敬的大自然啊,它們是天上閃爍的群星,等待着我們去發現和賞析。親愛的讀者,你說是嗎?
今天筆者就講到這裡了,感謝大家抽空閱讀~
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!