질문

두 변환의 순서를 바꾸어도 같을까?

전단 \(H\)와 90° 회전 \(R\)의 합성 순서를 비교한다.

순서 1

전단 H

90° 회전 R

순서 2

90° 회전 R

전단 H

예상

\(H\) 다음 \(R\)과 \(R\) 다음 \(H\)는 같을까?

\(H(x,y)=(x+y,y)\), \(R(x,y)=(-y,x)\)로 정한다.

조작

두 합성변환의 결과 비교

같은 삼각형에 \(R\circ H\)와 \(H\circ R\)을 적용하고 꼭짓점 좌표를 비교한다.

합성 순서 선택
전단과 회전의 합성 결과 점선 삼각형은 원래 도형이고 진한 삼각형은 선택한 순서의 결과이다. xy

발견

합성은 결합되지만 일반적으로 교환되지 않는다

\(v=(1,1)\) 하나만으로도 두 합성이 다름을 보일 수 있다.

H 다음 R

\(R(Hv)=(-1,2)\)

합성행렬은 \(RH\)이다.

R 다음 H

\(H(Rv)=(0,1)\)

합성행렬은 \(HR\)이다.

\(RH\ne HR\)이다. 이것이 행렬곱의 비가환성이다.

개념

오른쪽 변환이 먼저 작용한다

\((B\circ A)(v)=B(Av)=(BA)v\)\(A\)와 \(B\)는 합성 가능한 선형변환이다.
\((BA)^{-1}=A^{-1}B^{-1}\)\(A\)와 \(B\)가 모두 가역일 때 성립한다.

적용

합성변환의 역변환 적용 순서

\(A\)를 적용한 뒤 \(B\)를 적용했다면 \(B^{-1}\)과 \(A^{-1}\)의 순서로 복원한다.

실행

\(v\to Av\to BAv\)

역변환

\(BAv\to Av\to v\)

\(B^{-1}\) 다음 \(A^{-1}\)

\(A^{-1}B^{-1}BAv=v\)

확인

\(C=BA\)일 때 \(C^{-1}\)은 무엇일까?

\(A\)와 \(B\)는 모두 가역행렬이다.

마무리

합성 순서와 역변환

  • 합성 \(BA\)에서는 \(A\)가 먼저 작용한다.
  • 행렬곱은 일반적으로 \(AB\ne BA\)이다.
  • 역변환은 \((BA)^{-1}=A^{-1}B^{-1}\)이다.

합성의 역행렬에서는 역행렬의 곱셈 순서가 반대이다.