Hadamardův součin[1], Schurův součin[2] nebo součin po složkách je v matematicebinární operací na maticích stejného typu. Výsledná matice se získá součinem odpovídajících složek daných matic. Ve srovnání se složitějším maticovým součinem je Hadamardův součin méně používaný.
Hadamardův součin dvou pozitivně semidefinitních matic je opět pozitivně semidefinitní. Některé maticové parametry, např. normu, hodnost nebo spektrální poloměr, Hadamardova součinu lze odhadnout pomocí součinu příslušných parametrů výchozích matic.
V Kroneckerově součinu matic se Hadamardův součin vyskytuje jako podmatice určená sloupcovými indexy s řádkovými indexy. V důsledku pro hodnost těchto součinů platí:[5]
Množina matic typu nad okruhem tvoří opět okruh vzhledem k součtu a Hadamardovu součinu. Pokud je unitární okruh s jednotkovým prvkem, pak má okruh matic také jednotkový prvek, jmenovitě jedničkovou matici, jejíž jsou všechny rovny 1. Pro všechny matice a jedničkovou matici pak platí:
Pokud je těleso, potom lze matice, které neobsahují na žádné pozici nulový prvek, invertovat vzhledem k Hadamardovu součinu. Množina takto invertibilních matic pak tvoří grupu, kde inverzní prvek k matici je dán předpisem:
Schurova věta o součinu z roku 1911[7] uvádí, že Hadamardův součin pozitivně semidefinitních matic je opět pozitivně semidefinitní. Schur dokonce ukázal,[8] že pokud je matice pozitivně definitivní a matice je pozitivně semidefinitní s kladnými prvky na diagonále, pak je Hadamardův součin také pozitivně definitní.
Pro determinant Hadamardova součinu pozitivně semidefinitních matic a platí, že je větší nebo roven součinu jejich determinantů:[6]
Pro vlastní čísla Hadamardova součinu pozitivně semidefinitních matic navíc platí:
Jsou-li a pozitivně definitní matice řádu , pak pro každé platí následující nerovnost zahrnující Hadamardův součin:[9]
Pro matice vektory a diagonální matice s a na diagonále platí:[11]
V důsledku lze seskvilineární formu generovanou Hadamardovým součinem zapsat pomocí stopy. Následně lze ukázat, že Frobeniova norma je vzhledem k Hadamardově součinu submultiplikativní:[11]
Hadamardův součin je integrován do řady vědeckých nebo numerických programovacích jazyků různými způsoby:
V numerickém softwarovém balíku Matlab je Hadamardův součin reprezentován kombinací symbolů .*, zatímco * znamená standardní maticový součin.
V programovacím jazyce Fortran je Hadamardův součin implementován pomocí jednoduchého operátoru násobení *, zatímco součin matic je prováděn samostatnou rutinou matmul.
Podobně numerická knihovna NumPy v Pythonu interpretuje a*b nebo a.multiply(b) jako Hadamardův součin a pro maticový součin používá a@b nebo a.matmul(b). V symbolické knihovně SymPy, značí a*b a a@b maticový součin, zatímco Hadamardův součin se provádí voláním metody a.multiply_elementwise(b).[12]
Ve statistickém softwaru R je Hadamardův součin reprezentován *, zatímco maticový součin je realizován %*%.
V programovacích jazycích pro psaní shaderů, jako je GLSL, provede operátor * Hadamardův součin mezi dvěma vektory. Podobně operátor / provede Hadamardovo dělení. Operátor * se však také používá k výpočtu součinu dvou matic nebo matice s vektorem.
V C++ poskytuje knihovna Eigen funkci cwiseProduct. Knihovna Armadillo používá zápis a % b pro Hadamardův součin a a * b pro standardní součin.
Při zpracování obrazu lze Hadamardův součin použít pro vylepšení, potlačení nebo maskování oblastí obrazu. Jedna matice představuje původní obrázek, druhá funguje jako váha nebo maskovací matice.
Ve strojovém učení se používá například k popisu architektury rekurentních neuronových sítí jako GRU nebo LSTM.[13]
Používá se také ke studiu statistických vlastností náhodných vektorů a matic.[14][15]
↑ abHORN, Roger A.; JOHNSON, Charles R. Matrix analysis. 2nd ed. vyd. Cambridge ; New York: Cambridge University Press, 1990. 643 s. Dostupné online. ISBN978-0-521-83940-2. Kapitola 5.
↑DAVIS, Chandler. The norm of the Schur product operation. Numerische Mathematik. 1962, s. 343–44. DOI10.1007/bf01386329. S2CID121027182.Je zde použita šablona {{Cite journal}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
↑VOIGT, Christian; ADAMY, Jürgen. Formelsammlung der Matrizenrechnung. München: Oldenbourg 162 s. (Technik 10-2012). ISBN978-3-486-58350-2.
↑Hadamard product - Machine Learning Glossary [online]. Dostupné online.Je zde použita šablona {{Cite web}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
↑ abHorn: The Hadamard Product. In: Johnson (Hrsg.): Matrix Theory and Applications. 1990, S. 87–170, hier S. 96–100.
↑SCHUR, J. Bemerkungen zur Theorie der beschränkten Bilinearformen mit unendlich vielen Veränderlichen.. www.degruyter.com. 1911-01-01, roč. 1911, čís. 140, s. 1–28. Dostupné online [cit. 2025-01-04]. ISSN1435-5345. DOI10.1515/crll.1911.140.1. (německy)
↑ abHorn: The Hadamard Product. In: Johnson (Hrsg.): Matrix Theory and Applications. 1990, S. 87–170, hier S. 95.
↑HIAI, Fumio; LIN, Minghua. On an eigenvalue inequality involving the Hadamard product. Linear Algebra and its Applications. 2017-02, roč. 515, s. 313–320. Dostupné online [cit. 2025-01-04]. DOI10.1016/j.laa.2016.11.017. (anglicky)
↑ abHorn: The Hadamard Product. In: Johnson (Hrsg.): Matrix Theory and Applications. 1990, S. 87–170, hier S. 100–104.
↑Common Matrices — SymPy 1.9 documentation [online]. Dostupné online.Je zde použita šablona {{Cite web}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
↑SAK, Haşim; SENIOR, Andrew; BEAUFAYS, Françoise. Long Short-Term Memory Based Recurrent Neural Network Architectures for Large Vocabulary Speech Recognition. arxiv.org [online]. [cit. 2025-01-04]. Dostupné online.
↑
NEUDECKER, Heinz; LIU, Shuangzhe; POLASEK, Wolfgang. The Hadamard product and some of its applications in statistics. Statistics. 1995, s. 365–373. DOI10.1080/02331889508802503.Je zde použita šablona {{Cite journal}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
↑
NEUDECKER, Heinz; LIU, Shuangzhe. Some statistical properties of Hadamard products of random matrices. Statistical Papers. 2001, s. 475–487. DOI10.1007/s003620100074. S2CID121385730.Je zde použita šablona {{Cite journal}} označená jako k „pouze dočasnému použití“.
↑CYGANEK, Bogusław. Object detection and recognition in digital images: theory and practice. Chichester, West Sussex, United Kingdom: Wiley 1 s. ISBN978-1-118-61836-3, ISBN978-1-118-61835-6.
HORN, Roger A. The Hadamard Product. In: JOHNSON, Charles R. Matrix Theory and Applications (= Proceedings of Symposia in Applied Mathematics. Band 40). Providence (R.I.): American Mathematical Society, 1990. ISBN0-8218-0154-6. S. 87-170.
HORN, Roger A.; JOHNSON, Charles R. Topics in matrix analysis. Transferred to digital printing. vyd. Cambridge: Cambridge Univ. Press 607 s. ISBN978-0-521-46713-1, ISBN978-0-521-30587-7.