MIT-线性代数笔记(7-11)
第 07 讲 求解 Ax=0 :主变量,特解
矩阵的秩Rank(A):矩阵主元的个数。
找出“主变量”pivotvariables,主列,即主元所在的列,其他列,称为自由列。(自由列表示可以自由或任意分配数值,列2和列4的数值是任意的,因此x2和x4是任意的,可以自由取)。
算法整理:
消元后矩阵U的秩Rank(A)=r,表示主变量的个数,主元的个数,表示只有r个方程起作用,那么自由变量的个数即n-r个(对于矩阵m×n,n列对应n个未知数),令自由变量取1,0值就能得到特解,所有的特解构成了零空间的基,特解的线性组合即构成了整个零空间。
简化行阶梯形式
R=简化行阶梯形式reducedrowechelonform(rref):主元上下都是0,主元变为1
它以最简的形式包含了所有信息:1)主行(行一,行二);
2)主列(列一,列三),自由列,主元;
3)一个单位阵,主元上下均为0,而且主元为1,单位阵位于主列和主行的交汇处。以上是一个2×2的单位阵;
4)一个全为0的行,全为0的行总表示,该行的原行是其他行的线性组合;5)从Ax=0变为Ux=0再变为Rx=0的解,解更明了
将以上矩阵R中的主元列和自由列分别放在一起形成单位矩阵I和自由列矩阵F,对于特解结果,自由列中数字的相反数即特解中的主元值,如下图左边的解和右边的I与F
第 08 讲 求解 Ax=b:可解性与结构
若 Ax=b 有解,则 b3-b1-b2=0
Ax=b可解性Solvability:有解时右侧向量b须满足的条件
1)有解,仅当b属于A的列空间时成立,即,b必须是A的各列的线性组合
2)行的线性组合如果得到零行,那么b中元素的同样组合必然也是零。这两种描述是等价的!他们同样是描述方程组有解的条件。
把所有这些解在四维空间中都画出来,想象一下,Xp是一个非原点的点,Xn是一个穿过原点的平面,那么Xp+Xn是两者的组合,是一个不经过原点的经过Xp的二维平面,注意它不是子空间。
第 09 讲 线性相关性、基、维数
基
向量空间的一组基是指:一系列的向量,v1,v2...vd,这些向量具有两大性质:1)他们是线性无关的,可逆;2)他们生成整个空间
这些基有一个共同的特点,即对于给定N维空间,那么基向量的个数就是N个(即不管是3维空间,列空间,还是零空间,空间中任意基都满足:基向量的个数相等)。
维数
维数,即基向量的个数,空间的大小(维数)
比如上面这个列向量,他们能生成列空间,但这些列向量不是基,但我们可以得到第一列和第二列是列空间的一组基,2是基的维数。
即上面:矩阵的秩Rank(A)=2为列空间的维数(注意不是矩阵A的维数,是A的列空间的维数,同样,不能说子空间的秩,矩阵才有秩)。
零空间的维数是自由变量的数目。已知矩阵Am×n,秩为r,那么自由变量为n-r,即dim(N(A))=n-r
第 10 讲 四个基本子空间
维数问题
列空间:
A的主列就是列空间的一组基,dim(C(A))=Rank(A)=r,维数就是秩的大小行空间:有一个重要的性质:行空间和列空间维数相同,都等于秩的大小
零空间:
一组基就是一组特殊解,r是主变量的个数,n-r是自由变量的个数,零空间的维数等于n-r左零空间:维数为m-r。
n维空间中存在两个子空间,一个r维的行空间,一个n-r维的零空间,维数和为n。和另一个结论相似:r个主变量,n-r个是自由变量,加起来是n。
m维空间中存在两个子空间,一个r维的列空间,一个m-r维的左零空间,维数和为m。
左零空间的基
基的问题
- 列空间:主列组合就是一组基
- 零空间:一组特殊解就是一组基
- 行空间:通过初等行变换变换成行最简式,行空间的一组基即是行最简形R的前r(秩数)行。(行变换不会对行空间产生影响,但会对列空间产生影响。)
新向量空间
所有3*3矩阵构成的集合是一个向量空间,符合对于现行运算的封闭,称之为M
M的子空间包括:
- 所有上三角阵
- 所有对称阵
- 所有对角阵
对角阵是前两个子空间的交集,维数为3,具有以下一组基:
第 11 讲 矩阵空间、秩1矩阵和小世界图
3×3的所有矩阵,它的维数是9,一组基是:
秩1矩阵
回到重点,矩阵的关键数字——矩阵的秩,秩为1的矩阵
所有秩1的矩阵都可表示为一列乘以一行的形式:A=UVT,U是列向量,V也是列向量
秩1矩阵可以就像搭建其他矩阵的积木一样,如果有5×17的矩阵,秩为4,可以把这5×17的矩阵分解为4个秩1矩阵的组合。
两个矩阵之和的秩小于等于两个矩阵的秩之和
MIT-线性代数笔记(7-11)的更多相关文章
- 线性代数笔记24——微分方程和exp(At)
原文:https://mp.weixin.qq.com/s/COpYKxQDMhqJRuMK2raMKQ 微分方程指含有未知函数及其导数的关系式,解微分方程就是找出未知函数.未知函数是一元函数的,叫常 ...
- Android菜鸟的成长笔记(11)——Android中的事件处理
原文:[置顶] Android菜鸟的成长笔记(11)——Android中的事件处理 Android提供了两种方式来处理事件,一个是基于回调的事件处理,另一个是基于监听的事件处理,举个例子: 基于回调的 ...
- 线性代数笔记13——Ax=b的通解
关于最简行阶梯矩阵和矩阵秩,可参考<线性代数笔记7——再看行列式与矩阵> 召唤一个方程Ax = b: 3个方程4个变量,方程组有无数解,现在要关注的是b1b2b3之间满足什么条件时方程组有 ...
- ROS进阶学习笔记(11)- Turtlebot Navigation and SLAM - ROSMapModify - ROS地图修改
ROS进阶学习笔记(11)- Turtlebot Navigation and SLAM - 2 - MapModify地图修改 We can use gmapping model to genera ...
- Django商城项目笔记No.11用户部分-QQ登录1获取QQ登录网址
Django商城项目笔记No.11用户部分-QQ登录 QQ登录,亦即我们所说的第三方登录,是指用户可以不在本项目中输入密码,而直接通过第三方的验证,成功登录本项目. 若想实现QQ登录,需要成为QQ互联 ...
- Linux学习笔记(11)linux网络管理与配置之一——配置路由与默认网关,双网卡绑定(5-6)
Linux学习笔记(11)linux网络管理与配置之一——配置路由与默认网关,双网卡绑定(5-6) 大纲目录 0.常用linux基础网络命令 1.配置主机名 2.配置网卡信息与IP地址 3.配置DNS ...
- SpringBoot学习笔记(11):使用WebSocket构建交互式Web应用程序
SpringBoot学习笔记(11):使用WebSocket构建交互式Web应用程序 快速开始 本指南将引导您完成创建“hello world”应用程序的过程,该应用程序在浏览器和服务器之间来回发送消 ...
- Flutter学习笔记(11)--文本组件、图标及按钮组件
如需转载,请注明出处:Flutter学习笔记(10)--容器组件.图片组件 文本组件 文本组件(text)负责显示文本和定义显示样式,下表为text常见属性 Text组件属性及描述 属性名 类型 默认 ...
- javaSE学习笔记(11)--- Map
javaSE学习笔记(11)--- Map 1.Map集合 现实生活中,我们常会看到这样的一种集合:IP地址与主机名,身份证号与个人,系统用户名与系统用户对象等,这种一一对应的关系,就叫做映射.Jav ...
- MIT线性代数:11.矩阵空间、秩1矩阵和小世界图
随机推荐
- (一)surging 微服务框架使用系列之surging 的准备工作rabbitmq安装
(1)下载erlang: http://www.erlang.org/download/otp_win64_17.3.exe 并安装 (2)下载RabbitMQ: http://www.rabbitm ...
- Spark算子--countByKey
转载请标明出处http://www.cnblogs.com/haozhengfei/p/1633ffc63e2c925e930adadc9528c830.html countByKey--Actio ...
- 把织梦安装到子目录,不读取CSS 没有样式?
我在A5上找的一个模板,照着说明安装到根目录就正常,我想安装到子目录下面,结果很乱 应该是不读取CSS. {dede:global.cfg_templets_skin/}/style/about.cs ...
- dedecms利用memberlist标签调用自定义会员模型的会员信息
[摘要]本文讲一下dedecms如何利用memberlist标签调用自定义会员模型的会员信息. dedecms利用memberlist标签调用自定义会员模型的会员信息,这个问题找了很久,官方论坛提问过 ...
- 7系列高速收发器总结 GTP IP核使用篇
上一篇7系列收发器博文讲解了GTP IP核的基本配置,本文继续分析如何将它使用起来.生成IP核后打开example design,先看看工程中包含的文件结构. 顶层文件下包含了gtp ip核系统顶层文 ...
- Tomcat下的Server.xml配置文件详解
自15年毕业到现在已经入行两年多了,一直以来没有深入的了解过tomcat的详细配置,只懂修改一下端口号.在网上找了些相关资料来支撑这篇文章,深入了解server.xml文件各配置的作用 <?xm ...
- mysql 中文乱码
- forward和redirect
Forward和Redirect代表了两种请求转发方式:直接转发和间接转发. 直接转发方式(Forward),客户端和浏览器只发出一次请求,Servlet.HTML.JSP或其它信息资源,由第二个信息 ...
- 利用mk-table-checksum监测Mysql主从数据一致性操作记录
前面已经提到了mysql主从环境下数据一致性检查:mysql主从同步(3)-percona-toolkit工具(数据一致性监测.延迟监控)使用梳理今天这里再介绍另一种Mysql数据一致性自动检测工具: ...
- 策略模式--List排序
需求:根据姓名进行排序,升序或者降序,如果名字一样,就按照id升序排序,用策略模式 步骤一: 定义一个Person对象 public class Person { private Integer id ...