線性代數(shù)03

視頻鏈接:https://www.bilibili.com/video/av15463995/?p=3
筆記參考:https://github.com/apachecn/18.06-linalg-notes/tree/master/03-%E4%B9%98%E6%B3%95%E5%92%8C%E9%80%86%E7%9F%A9%E9%98%B5

1 寫在前面

第三課主要講的是矩陣的乘法,同許多學(xué)校中的代數(shù)課上所講不同的是,吉老師(視頻鏈接中的那位老師)給出了列的線性組合以及行的線性組合這樣的觀點(diǎn),這種觀點(diǎn)對(duì)于理解矩陣乘法十分有幫助。除了矩陣乘法之外,還有講到矩陣的逆以及其存在的條件和求解方法。因?yàn)橐曨l是很早看的了,所以大部分的筆記來源于以上github的鏈接中。我十分推薦吉老師的線性代數(shù)課(∩_∩)

2 矩陣乘法

如果需要計(jì)算兩個(gè)矩陣相乘的結(jié)果,你會(huì)想到幾種不同的方法呢?
如果是我的話,就只能想出大學(xué)時(shí)期老師講的那一種,也就是下面要說的第一種

2.1 最常見的求解方式

image.png
數(shù)學(xué)表達(dá)式為:
image.png

需要注意的是矩陣A的列數(shù)需要與矩陣B的行數(shù)相等。

2.2 線性組合的思想

線性組合的思想是我聽這門線性代數(shù)課中最大的收獲了,它會(huì)讓我在計(jì)算一些簡單地矩陣相乘的時(shí)候很快的得出相應(yīng)的結(jié)果,并且能夠更加深刻的理解解方程的思想。

2.2.1 列的線性組合

給出一個(gè)例子,如下圖

這一部分如果不好理解的話,可以聯(lián)想一下解方程組的情況
這下應(yīng)該好理解了吧?那再上升一個(gè)難度,如果右邊的矩陣不再是一個(gè)向量(認(rèn)為[3 4 5]是一個(gè)向量),而是矩陣的時(shí)候,那么這種列的線性組合的思想是怎樣的呢,也十分簡單,請(qǐng)看下圖。(我直接復(fù)制了那個(gè)github筆記中的圖片,他們的筆記做的好棒呢)

也就是將矩陣B 中的每一列分解開來,B中的每一列與矩陣A相乘的過程是與之前一樣噠,這樣的話,只不過是多多增加一些運(yùn)算,思想是一樣的,如果你還沒懂的話,給我發(fā)私信,包教懂:)

2.2.2 行的線性組合

有了之前的鋪墊,行的線性組合的這種思想會(huì)容易接受許多,還是先來看一個(gè)矩陣相乘的例子

這一部分應(yīng)該不難理解的,那么如果左邊的相乘的矩陣不再是[1 2 7]這樣的向量形式,而是一個(gè)矩陣的話,那么行的線性組合的思想是怎樣的呢?
image.png
同理,將矩陣A中的每一行分來來看,取矩陣A中的每一行與矩陣B相乘得到C的每一行,就是把矩陣拆解來看,化簡到我們會(huì)的那種情況,o( ̄▽ ̄)d

2.3 列乘行

第一種方法是A中每一行去乘B中的每一列, 現(xiàn)在變換一下思想,是不是也可以用A中的每一列去乘B 中的每一行呢? Yes!

2.4 分塊相乘

如果有一些很大的矩陣,不方便運(yùn)算,或者在某些區(qū)域存在著特定的性質(zhì),那么可以分塊相乘。


3 逆矩陣

3.1 逆矩陣定義

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如果矩陣不是方陣,它存在左逆和右逆,且左逆和右逆并不相等,不符合定義中的逆矩陣唯一性的要求。


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3.2 逆矩陣求解

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高斯-若爾當(dāng)法
image.png

如果理解一下這個(gè)過程,就可以給出這樣的解釋:虛線左側(cè)的矩陣A經(jīng)過一系列的變換得到單位矩陣,那么這一系列的變換可以理解為乘了A的逆,而虛線右邊的單位矩陣在經(jīng)過一些的變換之后也相當(dāng)于乘了一個(gè)A的逆,所以變換完之后虛線右邊的矩陣就是A的逆。

后記

感謝github上的apachecn組織,他們做了一些非常cool的工作,我的筆記大部分摘自他們,感謝這些可愛的人,希望有機(jī)會(huì)加入其中!

最后編輯于
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