【線形代数シリーズ開始!】行列の理解はまずここから!【行列①単位ベクトルの行き先】 #130 #VRアカデミア… — Transcript

行列とベクトルの掛け算の基礎を解説。単位ベクトルの意味と行列の構造をわかりやすく紹介します。

Key Takeaways

  • 行列とベクトルの掛け算は単位ベクトルを使うと理解しやすい。
  • 行列の各列は単位ベクトルの変換後の行き先を示している。
  • データサイエンスでの行列の意味を直感的に捉えることが重要。
  • 数学的な証明よりもイメージを掴むことを優先している。
  • 基礎を押さえれば行列・ベクトルの応用理解が速くなる。

Summary

  • 新シリーズ開始、行列の積とベクトルの掛け算をテーマに解説。
  • データサイエンスでよく出る行列とベクトルの基本的な意味を理解する重要性を強調。
  • n×m行列の各成分の意味を具体例で丁寧に説明。
  • 単位ベクトル(1つだけ成分が1で他は0のベクトル)を用いて行列の掛け算を分かりやすく示す。
  • 行列と単位ベクトルの掛け算結果が行列の各列ベクトルに対応することを解説。
  • 行列の各成分は単位ベクトルの行き先(変換後の成分)を表していると説明。
  • 数学的証明は省略しつつ、直感的に理解できるように工夫。
  • 視聴者に計算を試すことを推奨し、理解を深める工夫を促す。
  • 行列の見方を変えることで、数字の羅列ではなく変換の意味が見えてくることを示す。
  • 次回は行列の掛け算のシグマ表記について解説予定。

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00:00
Speaker A
パワーるの愛車です。新シリーズ始めました。行列の積と宇和海しましょう。というわけで第一回目の今日は、行列とベクトルの掛け算をやっていこうと思います。でね、なんかデータサイエンス勉強してたら行列やベクトル出てくるしね、行列とベクトル買って後はもうあと式変形いっぱい出てくるじゃないですか。で、これね、なんかやってんなー方がなんかでたなぐらいで捉えてと、まあ全然データサイエンスする上では主将ないんですが、この行列とベクトルのかけたが何をやっているのか、どういう意味なのか、背景ではどんな気持ちがあるのかというのがわかれば、いろんなものの理解がめちゃめちゃ速くなるんじゃないかと思います。というわけでこのシリーズでは行列の掛け算についていろんな観点からべてきます。このシリーズ全部見終わって頃には行列ベクトルが出てきてもああなるほどね、いうふうになるほど分木2みたいな感じでいろんなものが理解できるになるんじゃないかなと思います。第一回目の今日はその基本中の基本、行列とベクトルの掛け算を見ていきます。この行列ベクタの数は見るだけでもこの三つの観点、これをねバシッと押さえておくだけでめちゃめちゃいろいろわかりやすく世界が広がります。はい、というわけでまあなんかね数学の授業というよりデータサイズではどういう観点で使われるのかというのを中心にいろいろ見ていこうと思います。じゃあさっそく第1回の1個目、この謎の数式からと強化していきましょう。ぽちゃわけで早速ai頃aiっていうね謎の式を見ていこうと思います。で皆様爪これ質問されたら皆さんを耐えられます。はい、むかしむかしあるところにnかけるm行列がありました。これがあるとna向こうの数字がピアと並んでるわけです。でと言わこれこの数字ってどういう意味ですか一個一個答えられますか。まあn mだとちょっとねぇっていう方のためにこれ具体例で見ています。おいこんな風に123456789十一十二っていう行列があったときに、はいこれここ6じゃないですか。この数字が6っていうのはつまりどういう意味ですか。まず手始めにこれを解き明かしていきたいなと思います。これを考えるにあたってちょっと記号がいるのでまずはそれを準備します。ほいこんな風なたベクトルを用意しております。詠一がa11 a21 てんてん anhっていうやつ兄がa1に a22てでて aぬぎってやつ。で最後エイムがa1 mam 店でデイネームってヤツデスっ子立野n次元のベクトルウェイ。おい実数nこのペアなんでranと書きましょう。でこいつらどこから来たかっていうとここです。これで縦にペって引っ張ってきた奴が1最後のやつこれ縦にペット引っ張ってきた奴がa6でございます。縦にスパスパスパーって放ったやつを1個3個目3個目てのa1 e8 a3ててmって書きました。これに対してもう一個oeiってum次元ベクトルを用意します。まあなぜかというとこの後行列aにかけるためですね。ええなぁかけm行列はm次元ベクトルをかけられるんでまぁ用意しました。なんかいきなり一般の考えたらムズイじゃないですか。なんで一番形でつ一個だけ1で他全部0 i番目だけいいちってやつを言い合いて名前にします。はいこういうの良く長さ1なんで単位ベクトルとかって言ったりします。はいというわけでこの記号を用意すると行列の積がこんな風にかけます。それがパイズラーんa2/絵を描けるとaiになりますdayはいい。まあて言われてもちょっと甘いイメージ湧かないと思うんでえっこいつこの行列木123かけてみたものをちょっと計算してみましょう。この行列の拡散を計算してみましょう。どういうのかというとまあここがええでこのベクトルこれは1個目だけ市で後ゼロなんでいい家いいですね。つべこべ言わずにかけています。行列のかけ算てこの横と縦をかけて+んでした。どういうことかというと1カケ1+見かけ0+三角ゼロというのをやります。それと100+ことになるんで1個目のセーブは1になるでしょうに米の成分良い米が成分はこの横と縦お掛けていたします。4かけ1+豪華気ゼロとするをかけゼロなんで答えはi4となります。大阪が見えてきた人もいるかも知れた米いきましょう789と100をかけていたします。7掛け1+8かけ0+9かけ0と入って受けて結果は7と最後10時順位と100かけいたします。縦隔1させ11かけずロータス12か削るというわけで答えは147中になりました。この調子で101と位0/0/1かけたものも計算してみましょう。まあもし今が目の前で見てくださっている方はちょっとアンキーアンザンで行ってみたりとか紙とペンあれば書いてやってみてください。じゃあ行きます。はいかけましたこんな風になったんじゃないかと思います。ほいあの行列01手をかけると例えばこの3番目のとこは7掛け0+8かけ1+休暇削るということで8になるし例えばこの二番目は4かけずロータス号かけず8+楼閣1ということで6になるんじゃないかと思います。これよく見てみるとこの位置を70ってa-5列目だしこれ2581ってこのaの2列目だし可能の392言ってこのaの3列目ちょうどなってますよね。いいというわけで実際計算してみたらa違い1 aeがa2 aさんがaさんという風になったんじゃないかなと思います。でまぁなんか自分で計算してみたらわかると思うんですよこれ0と1の奴ばっかたしてるんだからさぁこれかけてたらもう一度だけくるに決まってるじゃんってことはこんなのやったらねこの一番右のやつが市にぶつかるんだから一番右のやつですそのままくるでしょいうノリの奴をまあ真面目にやればこれも証明できます。数学の授業だったらねそれちゃんと証明するんですけど別に今日は数学じゃなくてデートサイズに使うための海なんでまぁなんかなるじゃんっていうノリでねわかっていただければいいなと思います。もしで興味ある人は是非照明挑戦してみてください。多いというわけでええんやイコロaiというのが分かりました。じゃあ最初にあった疑問この数字てないんこの6って何俺にお答えしていきたいなと思います。はいじゃあ答えちょっと書いていきましょう。追いかけましたaiがaiということですよね。でこのaiというのはa1 iai天帝てaji店ててええの愛でございます。j番目がajiなんですよ。というわけでで年かけましたajiというのはaiの大j成分なんですよっていうことです。はい、いって言われてもねピンとこない人も多いかもしれないデータはい数学でた意味不明なやつーと思ってるかもしれないですけどまあまあちょっとでインターンを築きましょう。なんか行列がありましたと行列があったらデータサイズでは数学でも普通なんか夜行列かけてるとかベクトルとかけたりしてなんかこうベクトル本ってかけてバーンて帰るっていうそういうことをやります。ベクトルをかけてなんか新しいのにするとまぁai頃aiというのがまさにその式です。なんか行列があったらとにかくベクトルかけたら何か変わるんですけどなんかボランティア一般のベクトル坊主突っ込んだら難しくてわかんないじゃないですか。だけで明らかにこれ入れるのが一番簡単でしょっていう単位ベクトルを用意します。1個だけ一度全部0っていうこのaiの計算が一番簡単そうなやつ。これを計算します。計算が一番簡単ってことはどうでもいいってことじゃなくて一番基礎的な奴ってことです。多いというわけでaiはいよく分かりませんと思ったかもしれないけどこれはaって言う名がこうベクトルをかけたら謎のベクトルに帰るそういう機会に一番簡単なやつをやりましたと一番簡単でわかりやすいやつを入れましたっていうやつのこれ出力ベクトルなんだからさぁ578-2-35っていう風にまあそれで各じゃんそれを上から一個ずつ見ていった時の税番目の仇いっていうことです。成分というとちょっと大人だけどまぁ要は数字よ。というわけです。まあまあちょっと例で考えてみましょうか。さっきのこの6ってな技って話をしましたね。これ23成分が6なんでこのノリで解釈してやるとはいかけました録って何ですかっていうとaに001っていう3番目だ引いちゃ入ってるやつ3番目だけ市のやつも二つ目の数これが6の意味です。これをとなってかっちょよく言うとajiっていうのはaiの第二成分ですよと一番簡単一番シンプル一番基礎なベクトルをこの行列にば今出かけた時の上から10番目の値がajiでございます。はいだけで行列ってなんかもう意味不明な数字がペッパパーってなんですけどそれだけじゃないんです。一個一個がこの基礎的な奴の行き先の成分という道を表せてそれを張って並べているのが行列なんですよね。でこの見方をすると行列また別の角度から見られてはいこんな風に行列をブワーって数字の並びにしました。これ一個一個が単位ベクトルの行き先の成分なんですよ。というわけでこんな風にみましょう。これ左から順番に市駅先にの行き先てんてんてんemの行き先となっているわけです。こんな風に単位ベクトルの行き先を並べたものが行列なんです。iかけました行列は単位ベクトルの行き先aiをこういうふうに並べたものなんです。あれでだいぶイメージがあったんじゃないですか。ほいここに最初は以前56789重巡違反1から順番に並べました遺影みたいなものがあってまあそう見えてたと思いますですがこの動画を最後まで聞き終わった皆さん的にはこれ123456っていう塊じゃないですよね。一応70っていう市行き先2581っていう良い行き先3692っていうe3の行き先これが縦のものが横に並んでるとまぁそんな風に見えるようになったんじゃないかなと思います。はいこの動画では3個やろうと思いましたがまあ行こう行こうヘビーなんでここまでにしようかなと思います。だけで今日の動画はここまでです。いつものように面白いなあと思ったらチャンネル登録高評価を押して頂ければと思います。私ついたメってますんでそのツイッターで何か質問とかくれたりコメント欄にスモンコメント簡素素朴な疑問とかプロのいや私はこう見えてますっていう見解かあればいただければなと思います。だけで今日の動画はここまで。次回はこの2番目x = xiiのシグマってやつをやろうと思います。ではじゃあまたねっ。はい40分動画を爆ターンさせるんじゃなくてちゃんといい感じのサイズの動画いっぱいにすると言う学びです。はいいうわけで今日の動画ここまでです。皆さん是非これね最後まで見ていただければ行列とベクトルのかけ算完全に分かってまぁデータサイエンスの勉強がウルトラ楽になること間違いなしなのでぜひ最後についてきてください。わけで今日はここまでです。じゃバイバイッ。[音楽][音楽]
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Speaker A
いうね謎の式を見ていこうと思いますで皆 様爪これ質問されたら皆さんを耐えられ ます はいむかしむかしあるところに n かける m 行列がありました これがあると na 向こうの数字がピア と並んでるわけです でと言わこれこの数字ってどういう意味 ですか一個一個 答えられますか まあ n m だとちょっとねぇっていう 方のためにこれ具体例で見ています おいこんな風に123456789 十一十二っていう行列があったときに はいこれここ6じゃないですか この数字が6っていうのはつまりどういう 意味ですか まず手始めに これを解き明かしていきたいなと思います これを考えるにあたってちょっと記号が いるのでまずはそれを準備します ほいこんな風なたベクトルを用意しており ましょう詠一が a 11 a 21 てんてん anh っていうやつ兄が a 1に a 22てでて a ぬぎってやつ
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Speaker A
で最後エイムが a 1 mam 店で デイネームってヤツデスっ子立野 n 次元 のベクトルウェイ おい実数 n このペアなんで ran と 書きましょう でこいつらどこから来たかっていうと ここですこれで縦にペって引っ張ってきた 奴が 1最後のやつこれ縦にペット引っ張ってき た奴が a 6でございます縦にスパスパ スパーって放ったやつを1個3個目3個目 ての a 1 e 8 a 3てて m って書きましたこれに対してもう一個 oei って um 次元ベクトルを用意 しますまあなぜかというとこの後行列 a にかけるためですねええなぁかけ m 行列
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Speaker A
は m 次元ベクトルをかけられるんで まぁ用意しました なんかいきなり一般の考えたらムズイじゃ ないですかなんで一番形でつ一個だけ1で 他全部0 i 番目だけいいちってやつを 言い合いて名前にしますはいこういうの 良く長さ1なんで単位ベクトルとかって 言ったりしますはいというわけでこの記号 を用意すると行列の積がこんな風にかけ ますそれが パイズラーん a 2/絵を描けると ai になります day はい まあて言われてもちょっと甘いイメージ 湧かないと思うんでえっこいつこの行列木 123かけてみたものをちょっと計算して みましょう この行列の拡散を計算してみましょうどう いうのかというとまあここがええでこの ベクトルこれは1個目だけ市で後ゼロなん でいい家いいですね つべこべ言わずにかけています行列の かけ算てこの横と縦をかけて+んでした どういうことかというと1カケ1+見かけ 0+三角ゼロというのをやりますそれと 100+ことになるんで 1個目のセーブは1になるでしょうに米の 成分良い米が成分はこの横と縦お掛けて いたします4かけ1+豪華気ゼロとするを かけゼロなんで答えは i4となります大阪が見えてきた人もいる かも知れた米いきましょう789と100
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Speaker A
をかけていたします7掛け1+8かけ0+ 9かけ0と入って受けて結果は 7と最後10時順位と100かけいたし ます縦隔1させ11かけずロータス12か 削るというわけで答えは 147中になりましたこの調子で101と 位0/0/1かけたものも計算してみ ましょう まあもし今が目の前で見てくださっている 方はちょっとアンキーアンザンで行ってみ たりとか紙とペンあれば書いてやってみて ください じゃあ行きます はいかけましたこんな風になったんじゃ ないかと思いますほいあの行列01手を かけると例えばこの3番目のとこは7掛け 0+8かけ1+休暇削るということで8に なるし例えばこの二番目は4かけず ロータス号かけず8+楼閣1ということで 6になるんじゃないかと思いますこれよく 見てみるとこの位置を70って a -5 列目だし これ2581ってこの a の2列目だし 可能の392言ってこの a の3列目 ちょうどなってますよね いいというわけで実際計算してみたら a 違い1 ae が a 2 a さんが a
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Speaker A
さんという風になったんじゃないかなと 思います でまぁなんか自分で計算してみたらわかる と思うんですよこれ0と1の奴ばっかたし てるんだからさぁこれかけてたらもう一度 だけくるに決まってるじゃんってことは こんなのやったらねこの一番右のやつが市 にぶつかるんだから一番右のやつですその ままくるでしょ いうノリの奴をまあ真面目にやればこれも 証明できます数学の授業だったらねそれ ちゃんと証明するんですけど別に今日は 数学じゃなくてデートサイズに使うための 海なんでまぁなんかなるじゃんっていう ノリでねわかっていただければいいなと 思いますもしで興味ある人は是非照明挑戦 してみてください多いというわけでえ えんやイコロ ai というのが分かり ましたじゃあ最初にあった疑問 この数字てないんこの6って何俺にお答え していきたいなと思います はいじゃあ答えちょっと書いていき ましょう 追いかけました ai が ai という ことですよね でこの ai というのは a 1 iai 天帝て aji 店ててええの愛でござい
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Speaker A
ます j 番目が aji なんですよ というわけで で年かけました aji というのは ai の大 j 成分なんですよっていうこと です はいいって言われてもねピンとこない人も 多いかもしれないデータはい数学でた意味 不明なやつーと思ってるかもしれないです けどまあまあちょっとでインターンを築き ましょう なんか行列がありましたと行列があったら データサイズでは数学でも普通なんか夜 行列かけてるとかベクトルとかけたりして なんかこうベクトル本ってかけてバーンて 帰るっていうそういうことをやります ベクトルをかけてなんか新しいのにすると まぁ ai 頃 ai というのがまさに その式です なんか行列があったらとにかくベクトル かけたら何か変わるんですけどなんか ボランティア一般のベクトル坊主突っ込ん だら難しくてわかんないじゃないですか だけで明らかにこれ入れるのが一番簡単 でしょっていう単位ベクトルを用意します 1個だけ一度全部0っていう この ai の計算が一番簡単そうなやつ
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Speaker A
これを計算します 計算が一番簡単ってことはどうでもいいっ てことじゃなくて一番基礎的な奴ってこと です 多いというわけで ai はいよく分かり ませんと思ったかもしれないけどこれは a って言う名がこうベクトルをかけたら謎の ベクトルに帰るそういう機会に一番簡単な やつをやりましたと一番簡単でわかり やすいやつを入れましたっていうやつの これ出力ベクトルなんだからさぁ578- 2-35っていう風にまあそれで各じゃん それを上から一個ずつ見ていった時の税番 目の仇いっていうことです 成分というとちょっと大人だけどまぁ要は 数字よ というわけですまあまあちょっと例で考え てみましょうか さっきのこの6ってな技って話をしました ね これ23成分が6なんでこのノリで解釈し てやると はいかけました録って何ですかっていうと a に001っていう3番目だ引いちゃ 入ってるやつ 3番目だけ市のやつも 二つ目の数 これが6の意味です これをとなってかっちょよく言うと aji っていうのは ai の第二成分ですよと 一番簡単一番シンプル一番基礎なベクトル をこの行列にば今出かけた時の上から10 番目の値が aji でございますはい
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Speaker A
だけで行列ってなんかもう意味不明な数字 がペッパパーってなんですけどそれだけ じゃないんです一個一個がこの基礎的な奴 の行き先の成分という道を表せてそれを 張って並べているのが行列なんですよね でこの見方をすると行列また別の角度から 見られて はいこんな風に行列をブワーって数字の 並びにしましたこれ一個一個が単位 ベクトルの行き先の成分なんですよ というわけでこんな風にみましょう これ左から順番に市駅先にの行き先 てんてんてん em の行き先となって いるわけです こんな風に単位ベクトルの行き先を並べた ものが行列なんです i かけました行列は単位ベクトルの 行き先 ai をこういうふうに並べた ものなんです あれでだいぶイメージがあったんじゃない ですか ほいここに最初は以前56789重巡違反 1から順番に並べました遺影みたいなもの があってまあそう見えてたと思いますです がこの動画を最後まで聞き終わった皆さん 的にはこれ123456っていう塊じゃ ないですよね一応70っていう市行き先 2581っていう良い行き先3692って いう e 3の行き先これが縦のものが横 に並んでるとまぁそんな風に見えるように なったんじゃないかなと思います はいこの動画では3個やろうと思いました がまあ行こう行こうヘビーなんでここまで
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Speaker A
にしようかなと思いますだけで今日の動画 はここまでですいつものように面白いなあ と思ったらチャンネル登録高評価を押して 頂ければと思います私ついたメってますん でそのツイッターで何か質問とかくれたり コメント欄にスモンコメント簡素素朴な 疑問とかプロのいや私はこう見えてます っていう見解かあればいただければなと 思いますだけで今日の動画はここまで次回 はこの2番目 x = xii のシグ マってやつをやろうと思いますではじゃあ またねっ はい40分動画を爆ターンさせるんじゃ なくてちゃんと いい感じのサイズの動画いっぱいにすると いう学びですはいいうわけで今日の動画 ここまでです皆さん是非これね最後まで見 ていただければ行列とベクトルのかけ算 完全に分かってまぁデータサイエンスの 勉強がウルトラ楽になること間違いなしな のでぜひ最後についてきてくださいわけで 今日はここまでですじゃ バイバイッ [音楽] [音楽]
Topics:線形代数行列ベクトル単位ベクトル行列の掛け算データサイエンス数学入門AIcia Solid ProjectVRアカデミア線型代数入門

Frequently Asked Questions

行列の各成分は何を意味していますか?

行列の各成分は、単位ベクトルを行列にかけたときの変換後の成分(行き先)を表しています。つまり、行列の列ベクトルが単位ベクトルの行き先の集合です。

単位ベクトルとは何ですか?

単位ベクトルとは、成分がすべて0で一つだけ1の成分を持つベクトルのことです。行列の掛け算の理解を助けるために使われ、行列の各列の意味を直感的に示します。

なぜ行列とベクトルの掛け算を学ぶことが重要ですか?

データサイエンスや数学の多くの分野で行列とベクトルの掛け算が頻繁に登場するため、その意味や仕組みを理解することで応用力が高まり、学習効率が大幅に向上します。

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