• 线性代数的本质-06-逆矩阵、列空间与零空间


    这几个部分学的还是蛮轻松的,再接再厉!继续加油~~~经过支干的整体介绍,这部分视频作者将会介绍逆矩阵(还原变换,后悔药)列空间(这是什么鬼?)秩(一个描述究竟有几维空间的东西)零空间(完全压缩的空间)。想要知道刚刚描述的是否正确,就继续听下去吧。

    • 线性方程组

    线性方程组的运算与矩阵的乘法看起来非常的类似,其本质是求解一个未知的向量,经过指定变换变换成为已知的向量。换句话描述,求解经过指定变换能够变换成已知向量的未知向量。视频作者描述:只考虑对空间变形,以及变换前后向量的重叠。

    • A逆也即A的逆向变换,其核心性质是A-*A=E,是一个什么变换也没有做的矩阵,什么也没有做的变换称为恒等变换。
    • 秩,变换后空间的维数。
    • Ax=v

      矩阵的解依赖于矩阵A所代表的变换,矩阵A的变换分为两种情况:1.发生向低维空间的压缩 2.没有发生向低维空间的压缩

    1. 当空间没有发生压缩时:这时有且仅有一个向量x能够在进行A变换后与向量v完全重合。(在这里引入A逆的概念,也即A的逆向变换),寻找向量x的过程为A-*v,描述为通过向量v的逆向变换过程寻找向量x
    2. 当空间发生压缩时:此时不存在A逆。(可以存在从高维压缩到低维的变换,但是不存在低维到高维的变换)

       即便不存在逆变换,但是解仍然可能存在。例如当将空间压缩为一条线时,而向量v恰好处于这条直线。

    • 列空间

      列空间就是矩阵的列所张成的空间。秩的更加精确的定义是列空间的维数。当秩达到最大值时,意味着秩与列数相等。零向量一定包含在列空间当中,因为线性变换必须保持原点位置不变。对于一个满秩变换来说,唯一能在变换后落在原点的就是零向量自身。但是对于一个非满秩的矩阵来说,它将空间压缩到一个更低的维度上(一系列的向量在变换后成为零向量)。二维线性变换将空间压缩到一条直线上,沿着直线上不同方向的所有向量就被压缩到原点。三维线性变换将空间压缩到一个平面上,同样会有一整条线上的向量在变换后落在原点。如果三维线性变换将空间压缩到一条直线上,将会有一整个平面上的向量在变换后落在原点。在变换后落在原点的向量集合,被称为所选矩阵的“零空间”或者“核”,变换后一些向量落在零向量上,从意义上来说,“零空间”就是这些向量张成的空间。

      对于线性方程组来说,当向量v恰好为零向量时,零空间给出的就是这个向量方程的所有可能解。(可能有无数解?)

    • 视频作者最后总结,这节课有好多不懂的地方,但是评论区居然很少有人讨论。
    • 每个方程组都有一个线性变换与之联系
    • 当逆变换存在时,可以用逆变换求解一个方程组
    • 列空间的概念让我们清楚什么时候解存在(这个地方并不是完全理解)
    • 零空间的概念有助于理解所有可能解的集合是什么样子的

    秩这个概念,是非常精确霸气的一个概念,对张成的空间是几维空间有一个简单直接的描述,回头看看教材应该对我会有非常大的启发。

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