Let A = [ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a n n ] A=\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1n}\\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1} & a_{n2} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right] A = ⎣ ⎡ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a nn ⎦ ⎤ and B = [ b 11 b 12 … b 1 n b 21 b 22 … b 2 n … … … … b n 1 b n 2 … b n n ] B=\left[
\begin{array}{cccc}
b_{11} & b_{12} & \ldots & b_{1n}\\
b_{21} & b_{22} & \ldots & b_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
b_{n1} & b_{n2} & \ldots & b_{nn}
\end{array}
\right] B = ⎣ ⎡ b 11 b 21 … b n 1 b 12 b 22 … b n 2 … … … … b 1 n b 2 n … b nn ⎦ ⎤ .
(a) A T = [ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a n n ] A^T=\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{21} & \ldots & a_{n1}\\
a_{12} & a_{22} & \ldots & a_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{1n} & a_{2n} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right] A T = ⎣ ⎡ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a nn ⎦ ⎤ and ( A T ) T = [ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a n n ] = A . (A^T)^T=\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1n}\\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1} & a_{n2} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right]=A. ( A T ) T = ⎣ ⎡ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a nn ⎦ ⎤ = A .
(b) ( A + B ) T = ( [ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a n n ] + [ b 11 b 12 … b 1 n b 21 b 22 … b 2 n … … … … b n 1 b n 2 … b n n ] ) T = (A+B)^T=\left(\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1n}\\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1} & a_{n2} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right]+
\left[
\begin{array}{cccc}
b_{11} & b_{12} & \ldots & b_{1n}\\
b_{21} & b_{22} & \ldots & b_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
b_{n1} & b_{n2} & \ldots & b_{nn}
\end{array}
\right]\right)^T= ( A + B ) T = ⎝ ⎛ ⎣ ⎡ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a nn ⎦ ⎤ + ⎣ ⎡ b 11 b 21 … b n 1 b 12 b 22 … b n 2 … … … … b 1 n b 2 n … b nn ⎦ ⎤ ⎠ ⎞ T =
= [ a 11 + b 11 a 12 + b 12 … a 1 n + b 1 n a 21 + b 21 a 22 + b 22 … a 2 n + b 2 n … … … … a n 1 + b n 1 a n 2 + b n 2 … a n n + b n n ] T = =\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11}+b_{11} & a_{12}+b_{12} & \ldots & a_{1n}+b_{1n}\\
a_{21}+b_{21} & a_{22}+b_{22} & \ldots & a_{2n}+b_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1}+b_{n1} & a_{n2}+b_{n2} & \ldots & a_{nn}+b_{nn}
\end{array}
\right]^T= = ⎣ ⎡ a 11 + b 11 a 21 + b 21 … a n 1 + b n 1 a 12 + b 12 a 22 + b 22 … a n 2 + b n 2 … … … … a 1 n + b 1 n a 2 n + b 2 n … a nn + b nn ⎦ ⎤ T =
= [ a 11 + b 11 a 21 + b 21 … a n 1 + b n 1 a 12 + b 12 a 22 + b 22 … a n 2 + b n 2 … … … … a 1 n + b 1 n a 2 n + b 2 n … a n n + b n n ] = =
\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11}+b_{11} & a_{21}+b_{21} & \ldots & a_{n1}+b_{n1}\\
a_{12}+b_{12} & a_{22}+b_{22} & \ldots & a_{n2}+b_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{1n}+b_{1n} & a_{2n}+b_{2n} & \ldots & a_{nn}+b_{nn}
\end{array}
\right]= = ⎣ ⎡ a 11 + b 11 a 12 + b 12 … a 1 n + b 1 n a 21 + b 21 a 22 + b 22 … a 2 n + b 2 n … … … … a n 1 + b n 1 a n 2 + b n 2 … a nn + b nn ⎦ ⎤ =
= [ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a n n ] + [ b 11 b 21 … b n 1 b 12 b 22 … b n 2 … … … … b 1 n b 2 n … b n n ] = A T + B T . =\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{21} & \ldots & a_{n1}\\
a_{12} & a_{22} & \ldots & a_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{1n} & a_{2n} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right]+
\left[
\begin{array}{cccc}
b_{11} & b_{21} & \ldots & b_{n1}\\
b_{12} & b_{22} & \ldots & b_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
b_{1n} & b_{2n} & \ldots & b_{nn}
\end{array}
\right]=A^T+B^T. = ⎣ ⎡ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a nn ⎦ ⎤ + ⎣ ⎡ b 11 b 12 … b 1 n b 21 b 22 … b 2 n … … … … b n 1 b n 2 … b nn ⎦ ⎤ = A T + B T .
(c) ( A B ) T = ( [ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a n n ] ⋅ [ b 11 b 12 … b 1 n b 21 b 22 … b 2 n … … … … b n 1 b n 2 … b n n ] ) T = (AB)^T=\left(\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{12} & \ldots & a_{1n}\\
a_{21} & a_{22} & \ldots & a_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1} & a_{n2} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right]\cdot
\left[
\begin{array}{cccc}
b_{11} & b_{12} & \ldots & b_{1n}\\
b_{21} & b_{22} & \ldots & b_{2n}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
b_{n1} & b_{n2} & \ldots & b_{nn}
\end{array}
\right]\right)^T= ( A B ) T = ⎝ ⎛ ⎣ ⎡ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a nn ⎦ ⎤ ⋅ ⎣ ⎡ b 11 b 21 … b n 1 b 12 b 22 … b n 2 … … … … b 1 n b 2 n … b nn ⎦ ⎤ ⎠ ⎞ T =
= [ a 11 b 11 + ⋯ + a 1 n b n 1 a 11 b 12 + ⋯ + a 1 n b n 2 … a 11 b 1 n + ⋯ + a 1 n b n n a 21 b 11 + ⋯ + a 2 n b n 1 a 21 b 12 + ⋯ + a 2 n b n 2 … a 21 b 1 n + ⋯ + a 2 n b n n … … … … a n 1 b 11 + ⋯ + a n n b n 1 a n 1 b 12 + ⋯ + a n n b n 2 … a n 1 b 1 n + ⋯ + a n n b n n ] T = =\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11}b_{11}+\cdots+a_{1n}b_{n1} & a_{11}b_{12}+\cdots+a_{1n}b_{n2} & \ldots & a_{11}b_{1n}+\cdots+a_{1n}b_{nn}\\
a_{21}b_{11}+\cdots+a_{2n}b_{n1} & a_{21}b_{12}+\cdots+a_{2n}b_{n2} & \ldots & a_{21}b_{1n}+\cdots+a_{2n}b_{nn}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{n1}b_{11}+\cdots+a_{nn}b_{n1} & a_{n1}b_{12}+\cdots+a_{nn}b_{n2} & \ldots & a_{n1}b_{1n}+\cdots+a_{nn}b_{nn}\\
\end{array}
\right]^T= = ⎣ ⎡ a 11 b 11 + ⋯ + a 1 n b n 1 a 21 b 11 + ⋯ + a 2 n b n 1 … a n 1 b 11 + ⋯ + a nn b n 1 a 11 b 12 + ⋯ + a 1 n b n 2 a 21 b 12 + ⋯ + a 2 n b n 2 … a n 1 b 12 + ⋯ + a nn b n 2 … … … … a 11 b 1 n + ⋯ + a 1 n b nn a 21 b 1 n + ⋯ + a 2 n b nn … a n 1 b 1 n + ⋯ + a nn b nn ⎦ ⎤ T =
= [ a 11 b 11 + ⋯ + a 1 n b n 1 a 21 b 11 + ⋯ + a 2 n b n 1 … a n 1 b 11 + ⋯ + a n n b n 1 a 11 b 12 + ⋯ + a 1 n b n 2 a 21 b 12 + ⋯ + a 2 n b n 2 … a n 1 b 12 + ⋯ + a n n b n 2 … … … … a 11 b 1 n + ⋯ + a 1 n b n n a 21 b 1 n + ⋯ + a 2 n b n n … a n 1 b 1 n + ⋯ + a n n b n n ] = =\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11}b_{11}+\cdots+a_{1n}b_{n1} & a_{21}b_{11}+\cdots+a_{2n}b_{n1} & \ldots & a_{n1}b_{11}+\cdots+a_{nn}b_{n1}\\
a_{11}b_{12}+\cdots+a_{1n}b_{n2} & a_{21}b_{12}+\cdots+a_{2n}b_{n2} & \ldots & a_{n1}b_{12}+\cdots+a_{nn}b_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{11}b_{1n}+\cdots+a_{1n}b_{nn} & a_{21}b_{1n}+\cdots+a_{2n}b_{nn} & \ldots & a_{n1}b_{1n}+\cdots+a_{nn}b_{nn}\\
\end{array}
\right]= = ⎣ ⎡ a 11 b 11 + ⋯ + a 1 n b n 1 a 11 b 12 + ⋯ + a 1 n b n 2 … a 11 b 1 n + ⋯ + a 1 n b nn a 21 b 11 + ⋯ + a 2 n b n 1 a 21 b 12 + ⋯ + a 2 n b n 2 … a 21 b 1 n + ⋯ + a 2 n b nn … … … … a n 1 b 11 + ⋯ + a nn b n 1 a n 1 b 12 + ⋯ + a nn b n 2 … a n 1 b 1 n + ⋯ + a nn b nn ⎦ ⎤ =
= [ b 11 b 21 … b n 1 b 12 b 22 … b n 2 … … … … b 1 n b 2 n … b n n ] ⋅ [ a 11 a 21 … a n 1 a 12 a 22 … a n 2 … … … … a 1 n a 2 n … a n n ] = B T A T . =
\left[
\begin{array}{cccc}
b_{11} & b_{21} & \ldots & b_{n1}\\
b_{12} & b_{22} & \ldots & b_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
b_{1n} & b_{2n} & \ldots & b_{nn}
\end{array}
\right]
\cdot
\left[
\begin{array}{cccc}
a_{11} & a_{21} & \ldots & a_{n1}\\
a_{12} & a_{22} & \ldots & a_{n2}\\
\ldots & \ldots & \ldots & \ldots\\
a_{1n} & a_{2n} & \ldots & a_{nn}
\end{array}
\right]
=B^T A^T. = ⎣ ⎡ b 11 b 12 … b 1 n b 21 b 22 … b 2 n … … … … b n 1 b n 2 … b nn ⎦ ⎤ ⋅ ⎣ ⎡ a 11 a 12 … a 1 n a 21 a 22 … a 2 n … … … … a n 1 a n 2 … a nn ⎦ ⎤ = B T A T .
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