CN103365828A - 矩阵计算装置、矩阵计算方法 - Google Patents

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CN103365828A CN2013101851105A CN201310185110A CN103365828A CN 103365828 A CN103365828 A CN 103365828A CN 2013101851105 A CN2013101851105 A CN 2013101851105A CN 201310185110 A CN201310185110 A CN 201310185110A CN 103365828 A CN103365828 A CN 103365828A
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Abstract

本发明提供一种矩阵计算装置、矩阵计算方法，能够在进行矩阵的积的计算时学习使用分割矩阵高效计算的过程。输入并显示由n×n或n×m的矩阵A、乘法运算记号“×”、n×n或m×n的矩阵B构成的矩阵的乘法运算式，并且在乘法运算的左侧的矩阵A的情况下输入并显示分割列的第一分割线(d1)，在乘法运算的右侧的矩阵B的情况下输入并显示分割行的第一分割线(d1)时，基于左矩阵的列数和右矩阵的行数必须相等的矩阵的积的定义，识别并显示分割右矩阵B的行的第二分割线(d2)、分割左矩阵A的列的第二分割线(d2)，从而生成并显示分割矩阵AB的乘法运算式。由此，能够生成符合矩阵的积的定义的正确的分割矩阵AB。

Description

矩阵计算装置、矩阵计算方法
技术领域
本发明涉及用于学习矩阵的积的计算的矩阵计算装置、矩阵计算方法。
背景技术
近年来，作为教育工具，能够以其自身的格式显示(以下称为“数学自然显示”)数学教科书中的各种计算式的函数计算器正在广泛地普及。并且，在能够进行该数学自然显示的函数计算器中还搭载有矩阵计算功能。
矩阵的学习中的一种是矩阵计算，可以采用分割矩阵来简化进行大的矩阵的计算。分割矩阵在很多教科书中能够看到，学生学习将矩阵适当地分成分割矩阵，从而使计算变得简单。但是，对于初学者来说，难以判断应该将矩阵计算式的哪部分进行分割，此外，也难以明白分割矩阵之后的计算以什么样的过程进行。
在现有的函数计算器中，在矩阵A×矩阵B的乘法运算结果显示为该矩阵计算式和解的矩阵的状态下，当指定所显示的解的矩阵要素中的任意要素时，识别并显示计算所指定的解的矩阵要素中使用的矩阵计算式中的矩阵要素。由此，考虑了这样的一种矩阵计算装置，其中，能够容易地学习在进行矩阵的积的计算过程中，各矩阵之间多个矩阵要素彼此以什么样的组合来计算。
在现有的函数计算器等中，虽然搭载有矩阵计算功能，但是在进行大的矩阵的积的计算时，不能学习采用分割矩阵高效计算的过程。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明，本发明的目的是提供在进行矩阵的积的计算时能够学习采用分割矩阵高效计算的过程的矩阵计算装置及其控制程序。
本发明的矩阵计算装置，包括：矩阵乘法运算式显示单元，其使由包含多列矩阵要素的左矩阵、包含多行矩阵要素的右矩阵、该左矩阵和右矩阵之间的乘法运算记号构成的矩阵的乘法运算式显示在显示部中；矩阵分割单元，其根据用户的操作，将由该矩阵乘法运算式显示单元显示的矩阵的乘法运算式的一个矩阵分割为多个小矩阵；第一分割位置显示单元，其识别并显示由该矩阵分割单元分割的一个矩阵的分割位置；分割位置决定单元，其基于由该第一分割位置显示单元识别显示的一个矩阵分割位置和矩阵的积的定义，决定另一个矩阵的分割位置；第二分割位置显示单元，其识别并显示由该分割位置确定单元决定的另一个矩阵的分割位置。
附图说明
图1是示出本发明的矩阵计算装置的实施方式的触摸面板式信息终端装置10的电子电路的结构的方块图。
图2A是示出所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理(其一)的流程图。
图2B是示出所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理(其二)的流程图。
图3A是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其一)的图。
图3B是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其二)的图。
图3C是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其三)的图。
图3D是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其四)的图。
图3E是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其五)的图。
图3F是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其六)的图。
图3G是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其七)的图。
图3H是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其八)的图。
图3I是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其九)的图。
图3J是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其十)的图。
图3K是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其十一)的图。
图3L是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作(其十二)的图。
图4A是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作(其一)的图。
图4B是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作(其二)的图。
图4C是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作(其三)的图。
图4D是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作(其四)的图。
图4E是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作(其五)的图。
图5是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的其他实施例的分割矩阵计算显示动作的图。
具体实施方式
在下文中，将通过附图说明本发明的实施方式。
图1是示出根据本发明的矩阵计算装置的实施方式的触摸面板式信息终端装置10的电子电路的结构的方块图。
该触摸面板式信息终端装置10构成为以下说明的平板PC10P，或构成为函数计算器10F等。
在该触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10的电子电路中，包括作为处理器的CPU11。CPU11根据存储器12中预先存储的终端控制程序、或从存储器/卡等外部记录介质13经由记录介质读取部14读入到存储器12中的终端控制程序、或从通信网络N上的Web服务器(在此是教育服务器)20经由通信部15读入到存储器12中的终端控制程序，将该存储器12作为作业区域，控制电路各部分的动作。
作为所述存储器12中存储的终端控制程序，除了用于经由通信部15与外部各种电子设备通信的通信控制程序、用于进行文本处理、表格处理、图像/声音再生处理、邮件处理、计算处理等的各种应用程序以外，还存储有从外部记录介质13读入或从教育服务器20下载的矩阵计算处理程序12a。该矩阵计算处理程序12a是用于学习采用分割矩阵高效计算矩阵的积的计算的过程的教育用程序。
所述终端控制程序根据与来自键输入部16的用户操作对应的键输入信号、或与来自触摸面板式彩色显示部17的用户操作对应的触摸输入信号、或经由通信部15从外部接受的通信信号而启动。
并且，在所述存储器12中，确保矩阵计算式数据区域12b、分割矩阵式数据区域12c、矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d、显示数据区域12e、工作区域12f等，作为各种作业用的存储区域。
在矩阵计算式数据区域12b中，存储根据用户操作而手写输入(数学式识别处理)或键输入的矩阵的计算式。
在所述矩阵计算式数据区域12b中存储的计算式是矩阵的积的计算式的情况下，在分割矩阵式数据区域12c中，存储根据所述矩阵计算处理程序12a生成的分割矩阵的积的计算式。
在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中，关于与所述分割矩阵式数据区域12c中存储的分割矩阵的计算式，对应地存储了分割后的各个小矩阵的矩阵名和该小矩阵中包含的矩阵要素。并且，在该小矩阵所属的分割矩阵的矩阵名中附加与该分割矩阵内的矩阵位置相对应的脚标，从而生成构成分割矩阵的各小矩阵的矩阵名。
显示数据区域12e具有与触摸面板式彩色显示部17的显示画面区域对应的彩色位图数据的存储区域，在该存储区域12e中存储根据执行中的程序所生成的显示画面数据。
这样，构成为在CPU11上连接存储器12、记录介质读取部14、通信部15、键输入部16和触摸面板式彩色显示部17。
并且，该信息终端装置10具有：以由用户输入并显示的矩阵的积的计算式为对象，基于矩阵的积的定义来生成分割矩阵并进行显示的功能；针对生成的分割矩阵的各小矩阵，将其中包含的矩阵要素置换为该小矩阵的矩阵名(小矩阵名)并进行显示的功能；在向各小矩阵的小矩阵名置换时，将单位矩阵置换为单位矩阵记号“I”、将零矩阵置换为零矩阵记号“0”并进行显示的功能；在将分割矩阵的各小矩阵分别置换为其小矩阵名、单位矩阵记号“I”、零矩阵记号“0”的状态下执行该分割矩阵的积的计算的功能；在执行该分割矩阵的积的计算之后，将构成其计算结果的小矩阵名变换为在置换为该小矩阵名之前的矩阵要素并进行显示的功能。
在这样构成的信息终端装置10中，CPU11根据所述终端控制程序(12a)中记载的命令控制电路各部分的动作，并且通过软件和硬件协同地动作，实现下文中的动作说明所描述的、以矩阵的积的计算式为对象的分割矩阵的生成/计算/显示功能。
接下来，说明包括上述结构的分割矩阵的生成/计算/显示功能的信息终端装置10的动作。
图2A、图2B是示出所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的流程图。
(第一实施例)
图3A-图3L是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第一实施例的分割矩阵计算显示动作的图。
为了进行矩阵计算的学习，例如在启动从教育服务器20下载并存储在存储器12中的矩阵计算处理程序12a时，成为矩阵计算式的输入待机状态。
根据用户对触摸面板显示部17或键输入部16的操作，如图3A所示，当作为矩阵AB的积的计算式，依次输入左侧的正方形矩阵A(4×4)的各矩阵要素、乘法运算记号“×”、右侧的正方形矩阵B(4×4)的各矩阵要素时，将输入的计算式存储在矩阵计算式数据区域12b中，同时显示在触摸面板显示部17中(步骤S1、S2)。
在该矩阵AB的积的计算式中，为了进行采用分割矩阵的计算，如图3B所示，通过笔P或光标操作输入将左矩阵A分成每两列的小矩阵A1和A2的第一分割线d1并显示时(步骤S3(是))，判断为输入该第一分割线d1的矩阵是乘法运算的左侧的矩阵A(步骤S4(是))，进一步地，判断该第一分割线d1是分割列的分割线(步骤S5a(是))。
于是，基于左矩阵的列数和右矩阵的行数必须相等的矩阵的积的定义，如图3C所示，对右矩阵B识别并显示将该右矩阵B分成每两行的小矩阵B1和B2的第二分割线d2(步骤S6a)。该分割矩阵AB的计算式存储在分割矩阵式数据区域12c中。
在此，对分割矩阵AB的各小矩阵A1、A2、B1、B2的小矩阵名“A1”、“A2”、“B1”、“B2”对应了各小矩阵A1、A2、B1、B2的矩阵要素，并登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中。并且，此时，当小矩阵为零矩阵时设定并登记为小矩阵名(零矩阵记号)“0”，当小矩阵为单位矩阵时设定并登记为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”(步骤S7)。
由此，在矩阵AB的积的计算式中，通过用户(学生)的操作，在左矩阵A中输入第一分割线d1时，与此连动地在右矩阵B的适当位置输入并显示第二分割线d2，能够生成符合矩阵的积的定义的正确的分割矩阵AB。
之后，如图3D所示，当左侧的分割矩阵A的小矩阵A1由笔P单触或由光标单指定时(步骤S8(是))，判断为指定的分割矩阵A是乘法运算的一个矩阵(步骤S9(是))，如图3E所示，该指定的分割矩阵A的小矩阵A1和乘法运算的组合中具有对应关系的分割矩阵B的小矩阵B1由相同的黄色ye识别显示(步骤S10)。
进一步地，当左侧的分割矩阵A的小矩阵A2由笔P单触或由光标单指定时(步骤S8(是))，与上述相同地，判断为指定的分割矩阵A是乘法运算的一个矩阵(步骤S9(是))，如图3F所示，该指定的分割矩阵A的小矩阵A2和乘法运算的组合中具有对应关系的分割矩阵B的小矩阵B2由相同的蓝色bu识别显示(步骤S10)。
由此，用户(学生)能够容易并明确地学习在生成的分割矩阵AB中必须使一个分割矩阵A的小矩阵A1、A2与另一分割矩阵B的各小矩阵B1、B2如何组合来相乘。
之后，如图3G所示，当根据用户操作输入进一步将左边的分割矩阵A上下分成每两行的分割线d3并显示时(步骤S3(是))，判断为输入该分割线d3的矩阵是乘法运算的左侧的矩阵A(步骤S4(是))，进一步地，判断该分割线d3不是分割列的分割线(步骤S5a(否))。
于是，对分割矩阵A的小矩阵A11、A12、A21、A22的小矩阵名“A11”、“A12”、“A21”、“A22”对应各小矩阵A11、A12、A21、A22的矩阵要素，并登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中。此时，小矩阵A12为单位矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”，小矩阵A21为零矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(零矩阵记号)“0”(步骤S7)。
并且，左分割矩阵A的小矩阵A12和A21由笔P双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，判断为该指定的小矩阵A12和A21是矩阵要素的显示状态(步骤S12(是))。
于是，判断为所述分割矩阵A的指定的小矩阵A12是单位矩阵(步骤S13(是))，如图3H所示，将其矩阵要素置换为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”并显示(步骤S14)。
此外，判断为所述分割矩阵A的指定的小矩阵A21是零矩阵(步骤S15(是))，如图3H所示，将其矩阵要素置换为小矩阵名(零矩阵记号)“0”并显示(步骤S16)。
进一步地，如图3I所示，左分割矩阵A的小矩阵A11和A22、右分割矩阵B的小矩阵B1和B2由笔P依次双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，每次都与上述相同地，判断为各小矩阵A11、A22、B1、B2是矩阵要素的显示状态(步骤S12(是))。
于是，判断为所述分割矩阵AB的指定的各小矩阵A11、A22、B1、B2都不是单位矩阵(步骤S13(否))、也不是零矩阵(步骤S15(否))，并且如图3J所示，置换为在各小矩阵A11、A22、B1、B2所属的分割矩阵AB的矩阵名“A”、“B”中附加与该分割矩阵AB内的矩阵位置相对应的脚标后得到的小矩阵名“A11”、“A22”、“B1”、“B2”并显示(步骤S17)。
由此，用户(学生)能够将生成的分割矩阵AB的各小矩阵置换为与各小矩阵对应的小矩阵名，此外能够将单矩阵置换为单矩阵记号“I”，将零矩阵置换为零矩阵记号“0”，从而将分割矩阵AB简化地显示。
并且，当通过笔触摸在触摸面板显示部17中显示的“执行”图标(未图示)或操作执行键来指示矩阵计算的执行时(步骤S19(是))，维持所述简化的分割矩阵AB不变来执行乘法运算，并且如图3K所示地显示其计算结果(步骤S20)。
在该简化的分割矩阵AB的乘法运算结果中，作为该乘法运算结果的构成要素的各小矩阵名A11、B1、B2、A22、B2依次由笔P双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，每次都判断为该指定的小矩阵名A11、B1、B2、A22、B2不是矩阵要素的显示状态(步骤S12(否))。
于是，如图3L所示，将作为所述分割矩阵AB的乘法运算结果的构成要素的各小矩阵名A11、B1、B2、A22、B2置换为在所述步骤S7中登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中的各对应的矩阵要素并显示(步骤S18)。
由此，即使用户(学生)是不能判断应该分割矩阵式的哪部分或不了解分割矩阵之后的计算过程的初学者，也能够容易地学习采用分割矩阵高效计算的过程。
(第二实施例)
图4A-图4E是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的第二实施例的分割矩阵计算显示动作的图。
根据用户对触摸面板显示部17或键输入部16的操作，如图4A所示，在作为矩阵AB的积的计算式，依次输入左侧的正方形矩阵A(4×4)的各矩阵要素、乘法运算记号“×”、右侧的正方形矩阵B(4×4)的各矩阵要素并显示的状态下(步骤S1、S2)，当为了进行采用分割矩阵的计算，通过笔P或光标操作输入将右矩阵B分成每两行的小矩阵B1和B2的第一分割线d1并显示时(步骤S3(是))，判断为输入该第一分割线d1的矩阵不是乘法运算的左侧的矩阵A(而是右侧的矩阵B)(步骤S4(否))，进一步地，判断为该第一分割线d1是分割行的分割线(步骤S5b(是))。
于是，基于左矩阵的列数和右矩阵的行数必须相等的矩阵的积的定义，如图4B所示，对左矩阵A识别并显示将该左矩阵A分成每两列的小矩阵A1和A2的第二分割线d2(步骤S6b)。该分割矩阵AB的计算式存储在分割矩阵式数据区域12c中。
在此，对分割矩阵AB的各小矩阵A1、A2、B1、B2的小矩阵名“A1”、“A2”、“B1”、“B2”对应各小矩阵A1、A2、B1、B2的矩阵要素，并登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中。并且此时，当小矩阵为零矩阵时设定并登记为小矩阵名(零矩阵记号)“0”，当为单位矩阵时设定并登记为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”(步骤S7)。
由此，在矩阵AB的积的计算式中，通过用户(学生)的操作，在右矩阵B中输入第一分割线d1时，与此连动地在左矩阵A的适当位置输入并显示第二分割线d2，能够生成符合矩阵的积的定义的正确的分割矩阵AB。
之后，如图4C所示，当根据用户操作输入进一步将右分割矩阵B左右分成每两列的分割线d3并显示时(步骤S3(是))，判断为输入该分割线d3的矩阵不是乘法运算的左侧的矩阵A(而是右侧的矩阵B)(步骤S4(否))，进一步地判断该分割线d3不是分割行的分割线(步骤S5b(否))。
于是，对分割矩阵B的小矩阵B11、B12、B21、B22的小矩阵名“B11”、“B12”、“B21”、“B22”对应了各小矩阵B11、B12、B21、B22的矩阵要素，并登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中。此时，小矩阵B12为单位矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”，小矩阵B21为零矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(零矩阵记号)“0”(步骤S7)。
进一步地，当根据用户操作输入并显示进一步地将左分割矩阵A上下分成每两行的分割线d4时(步骤S3(是))，判断为输入该分割线d4的矩阵是乘法运算的左侧的矩阵A(步骤S4(是))，进一步地，判断该分割线d4不是分割列的分割线(步骤S5a(否))。
于是，对分割矩阵A的小矩阵A11、A12、A21、A22的小矩阵名“A11”、“A12”、“A21”、“A22”对应了各小矩阵A11、A12、A21、A22的矩阵要素，并登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中。此时，小矩阵A12为单位矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”，小矩阵A21为零矩阵，因此设定并登记为小矩阵名(零矩阵记号)“0”(步骤S7)。
然后，左分割矩阵A的小矩阵A12和A21由笔P双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，判断为该指定的小矩阵A12、A21是矩阵要素的显示状态(步骤S12(是))。
于是，判断为所述分割矩阵A的指定的小矩阵A12是单位矩阵(步骤S13(是))，并将其矩阵要素置换为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”并显示(步骤S14)。
此外，判断为所述分割矩阵A的指定的小矩阵A21是零矩阵(步骤S15(是))，并将其矩阵要素置换为小矩阵名(零矩阵记号)“0”并显示(步骤S16)。
进一步地，左分割矩阵A的小矩阵A11和A22、右分割矩阵B的小矩阵B11、B12、B21和B22由笔P依次双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，每次都与上述相同地，判断为各小矩阵A11、A22、B11、B12、B21、B22是矩阵要素的显示状态(步骤S12(是))。
于是，判断为所述分割矩阵AB的指定的各小矩阵A11、A22、B11、B22都不是单位矩阵(步骤S13(否))、也不是零矩阵(步骤S15(否))，并且如图4D所示，置换为在各小矩阵A11、A22、B11、B22所属的分割矩阵AB的矩阵名“A”、“B”中附加与该分割矩阵AB内的矩阵位置相对应的脚标后得到的小矩阵名“A11”、“A22”、“B11”、“B22”并显示(步骤S17)。
此外，判断为所述分割矩阵B的指定的小矩阵B12是单位矩阵(步骤S13(是))，并将其矩阵要素置换为小矩阵名(单位矩阵记号)“I”并显示(步骤S14)。
进一步地，判断为所述分割矩阵B的指定的小矩阵B21是零矩阵(步骤S15(是))，并将其矩阵要素置换为小矩阵名(零矩阵记号)“0”并显示(步骤S16)。
由此，用户(学生)能够将生成的分割矩阵AB的各小矩阵置换为与各小矩阵对应的小矩阵名，此外能够将单位矩阵置换为单位矩阵记号“I”，将零矩阵置换为零矩阵记号“0”，从而使分割矩阵AB简化地显示。
并且，当通过笔触摸在触摸面板显示部17中显示的“执行”图标(未图示)或操作执行键来指示矩阵计算的执行时(步骤S19(是))，维持所述简化的分割矩阵AB不变地执行乘法运算，并且如图4E所示地显示其计算结果(步骤S20)。
在该简化的分割矩阵AB的乘法运算结果中，作为该乘法运算结果的构成要素的各小矩阵名A11、B11、A11、B22、A22、B22依次由笔P双触或由光标双指定时(步骤S11(是))，每次都判断为该指定的小矩阵名A11、B11、A11、B22、A22、B22不是矩阵要素的显示状态(步骤S12(否))。
于是，将作为所述分割矩阵AB的乘法运算结果的构成要素的各小矩阵名A11、B11、A11、B22、A22、B22置换为在所述步骤S7中登记在矩阵名/矩阵要素置换数据区域12d中的各对应的矩阵要素并显示(步骤S18)。
由此，即使用户(学生)是不能判断应该分割矩阵式的哪部分和不了解分割矩阵之后的计算过程的初学者，也能够容易地学习采用分割矩阵高效计算的过程。
并且，虽然在上述各实施例中，以正方形矩阵AB的乘法运算式为对象说明了生成分割矩阵AB来进行积的计算的情况，但是如接下来的其他实施例中说明的那样，即使不是正方形矩阵的矩阵AB的乘法运算式，也能够通过执行与所述各实施例相同的矩阵计算处理，学习采用分割矩阵的高效计算过程。
(其他实施例)
图5是示出伴随着所述触摸面板式信息终端装置(平板PC10P)10进行的矩阵计算处理的其他实施例的分割矩阵计算显示动作的图。
即，如图5所示，在作为矩阵AB的积的计算式，依次输入并显示左侧的矩阵A(3×5)的各矩阵要素、乘法运算记号“×”、右侧的矩阵B(5×2)的各矩阵要素的状态下(步骤S1、S2)，为了进行采用分割矩阵的计算，由笔P或光标操作输入将左矩阵A分成两列和三列的小矩阵A1和A2的第一分割线d1并显示时(步骤S3(是))，判断为输入该第一分割线d1的矩阵是乘法运算左侧的矩阵A(步骤S4(是))，进一步地，判断为该第一分割线d1是分割列的分割线(步骤S5a(是))。
于是，基于左矩阵的列数和右矩阵的行数必须相等的矩阵的积的定义，对右矩阵B识别并显示将该右矩阵B分成两行和三行的小矩阵B1和B2的第二分割线d2(步骤S6a)。
由此，即使不是正方形矩阵的矩阵AB的积的计算式，也能够通过用户(学生)的操作，在一个矩阵A中输入第一分割线d1时，与此连动地在另一个矩阵B的适当位置输入第二分割线d2并显示，从而能够生成符合矩阵的积的定义的正确的分割矩阵AB。
之后，也与所述各实施例相同地，通过依次进行生成的分割矩阵A和B之间的各小矩阵间的乘法运算的组合的确认、通过向与各小矩阵对应的小矩阵名或单位矩阵记号“I”/零矩阵记号“0”的置换而实现的乘法运算式的简化、简化的乘法运算式的计算的执行、向与计算结果对应的矩阵要素的变换处理等，能够容易地学习采用分割矩阵高效计算的过程。
因此，根据上述结构的包括分割矩阵的生成/计算/显示功能的信息终端装置10，输入并显示由n×n或n×m的矩阵A、乘法运算记号“×”、n×n或m×n的矩阵B构成的矩阵的乘法运算式，并且在乘法运算的左侧的矩阵A的情况下输入并显示分割列的第一分割线d1，在乘法运算的右侧的矩阵B的情况下输入并显示分割行的第一分割线d1时，基于左矩阵的列数和右矩阵的行数必须相等的矩阵的积的定义，识别并显示分割右矩阵B的行的第二分割线d2、分割左矩阵A的列的第二分割线d2，从而生成并显示基于分割矩阵AB的乘法运算式。
由此，通过用户(学生)的操作，在一个矩阵A(B)中输入第一分割线d1时，与此连动地在另一个矩阵B(A)的适当位置上输入第二分割线d2并进行显示，所以能够生成符合矩阵的积的定义的正确的分割矩阵AB，并且能够容易地学习采用分割矩阵的高效的计算过程。
此外，根据上述结构的包括分割矩阵的生成/计算/显示功能的信息终端装置10，在小矩阵所属的分割矩阵的矩阵名中附加与该分割矩阵内的矩阵位置相对应的脚标，从而生成构成所述生成的分割矩阵的各小矩阵的矩阵名，并且能够根据用户操作，将各小矩阵的矩阵要素置换为其小矩阵名并进行显示。此时，如果成为置换对象的小矩阵的矩阵要素是单位矩阵，则置换为单位矩阵记号“I”并进行显示，如果是零矩阵，则置换为零矩阵记号“0”并进行显示。
由此，用户(学生)能够将生成的分割矩阵AB的各小矩阵分别置换为与该小矩阵对应的小矩阵名，此外，能够将单位矩阵置换为单位矩阵记号“I”、将零矩阵置换为零矩阵记号“0”，使分割矩阵AB简化并进行显示。
此外，根据上述结构的包括分割矩阵的生成/计算/显示功能的信息终端装置10，能够在将所述生成的分割矩阵的各小矩阵分别置换为其小矩阵名、单位矩阵记号“I”、零矩阵记号“0”的状态下，执行该分割矩阵的积的计算，之后，能够将构成其计算结果的小矩阵名变换为在置换为该小矩阵名之前的矩阵要素并显示。
因此，当进行矩阵的积的计算时，能够学习采用分割矩阵高效计算的过程。
并且，所述实施方式中记载的触摸面板式信息终端装置10的各处理方法，即图2A的流程图示出的矩阵计算处理(其一)、图2B的流程图示出的矩阵计算处理(其二)等各方法，都能够作为可在计算机中执行的程序，存储在存储器/卡(ROM卡、RAM卡等)、磁盘(软盘、硬盘等)、光盘(CD-ROM、DVD等)、半导体存储器等外部存储介质13中来分配。并且，包括触摸面板式显示部(17)的电子设备的计算机，通过将存储在该外部存储介质13中的程序读入存储装置(12)中并根据该读入的程序控制动作，能够实现在上述实施方式中说明的分割矩阵的生成/计算/显示功能，并且能够执行由上述方法进行的相同的处理。
此外，能够使用于实现上述各方法的程序的数据以程序代码的形态在网络N上传送，并且能够通过由通信部15将该程序数据读入到连接于网络N上的包括触摸面板式显示部(17)的电子设备的计算机中，以实现上述分割矩阵的生成/计算/显示功能。
本申请的发明不限于上述实施方式，在实施阶段，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变形。进一步地，所述实施方式中包含各种阶段的发明，并且通过公开的多个构成要件的适当组合，可提取得到各种发明。例如，即使从实施方式示出的全部构成要件中删除几个构成要件，或使几个构成要件以不同形态进行组合，在能够解决本发明所要解决的技术问题栏中所述的技术问题，得到发明效果栏所述的效果的情况下，删除或组合该构成要件所得到的结构也可作为发明而被提取出。

Claims (7)

1.一种矩阵计算装置，其持征在于，包括：
矩阵乘法运算式显示单元，其使由包含多列矩阵要素的左矩阵、包含多行矩阵要素的右矩阵、该左矩阵和右矩阵之间的乘法运算记号构成的矩阵的乘法运算式显示在显示部中；
矩阵分割单元，其根据用户的操作，将由该矩阵乘法运算式显示单元显示的矩阵的乘法运算式的一个矩阵分割为多个小矩阵；
第一分割位置显示单元，其识别并显示由该矩阵分割单元分割的一个矩阵的分割位置；
分割位置决定单元，其基于由该第一分割位置显示单元识别显示的一个矩阵分割位置和矩阵的积的定义，决定另一个矩阵的分割位置；以及
第二分割位置显示单元，其识别并显示由该分割位置决定单元决定的另一个矩阵的分割位置。
2.根据权利要求1所述的矩阵计算装置，其特征在于，
所述矩阵分割单元指定由所述矩阵乘法运算式显示单元显示的矩阵的乘法运算式的左矩阵的列位置，分割为左右小矩阵，
所述分割位置决定单元基于由所述第一分割位置显示单元识别显示的左矩阵的列位置和矩阵的积的定义，将与该左矩阵的列位置相同数量的行位置决定为右矩阵的分割位置。
3.根据权利要求1所述的矩阵计算装置，其特征在于，
所述矩阵分割单元指定由所述矩阵乘法运算式显示单元显示的矩阵的乘法运算式的右矩阵的行位置，分割为上下小矩阵，
所述分割位置决定单元基于由所述第一分割位置显示单元识别显示的右矩阵的行位置和矩阵的积的定义，将与该右矩阵的行位置相同数量的列位置决定为左矩阵的分割位置。
4.根据权利要求1所述的矩阵计算装置，其特征在于，包括：
小矩阵指定单元，其根据用户的操作，以由所述第一分割位置显示单元和所述第二分割位置显示单元识别显示了分割位置的左分割矩阵和右分割矩阵为对象，指定任意的小矩阵；以及
小矩阵置换显示单元，其使由该小矩阵指定单元指定的小矩阵的矩阵要素，置换为小矩阵名并显示，该小矩阵名是通过在该小矩阵所属的分割矩阵的矩阵名中附加与该小矩阵的矩阵位置相对应的脚标而得到的。
5.根据权利要求4所述的矩阵计算装置，其特征在于，
所述小矩阵置换显示单元具有：
小矩阵判断单元，其基于由所述小矩阵指定单元指定的小矩阵的矩阵要素，判断该小矩阵是否是单位矩阵、是否是零矩阵；
单位矩阵置换显示单元，其在由该小矩阵判断单元判断出所述指定的小矩阵是单位矩阵的情况下，使该小矩阵的矩阵要素置换为单位矩阵记号并显示；以及
零矩阵置换显示单元，其在由所述小矩阵判断单元判断出所述指定的小矩阵是零矩阵的情况下，使该小矩阵的矩阵要素置换为零矩阵记号并显示，
在由所述小矩阵判断单元判断出所述指定的小矩阵既不是单位矩阵也不是零矩阵的情况下，使该小矩阵的矩阵要素置换为小矩阵名并显示，该小矩阵名是通过在该小矩阵所属的分割矩阵的矩阵名中附加与该小矩阵的矩阵位置相对应的脚标而得到的。
6.根据权利要求5所述的矩阵计算装置，其特征在于，包括：
分割矩阵乘法运算单元，其在由所述小矩阵置换显示单元将所述分割矩阵的各小矩阵置换为分别对应的小矩阵名或单位矩阵记号或零矩阵记号的状态下，执行左分割矩阵和右分割矩阵的乘法运算；
乘法运算结果显示单元，其使由该分割矩阵乘法运算单元乘法运算后的乘法运算结果显示在显示部中；以及
乘法运算结果变换单元，其使由该乘法运算结果显示单元显示的乘法运算结果中包含的小矩阵名变换为由所述小矩阵置换显示单元置换为该小矩阵名之前的矩阵要素并显示。
7.一种包括显示部的电子设备的矩阵计算方法，其特征在于，
包括以下步骤：
使由包含多列矩阵要素的左矩阵、包含多行矩阵要素的右矩阵、该左矩阵和右矩阵之间的乘法运算记号构成的矩阵的乘法运算式显示在显示部中；
根据用户的操作，将该显示的矩阵的乘法运算式的一个矩阵分割为多个小矩阵；
识别并显示该分割的一个矩阵的分割位置；
基于该识别显示的一个矩阵的分割位置和矩阵的积的定义，决定另一个矩阵的分割位置；
识别并显示该决定的另一个矩阵的分割位置。
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