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线性代数回顾+深化(未完成版)

时间:2020-06-07 01:02:36      阅读:107      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:splay   a*   rac   存在   rmi   常用   表示   learning   说明   

线性代数回顾

  • 对角矩阵:只有对角线元素的矩阵,记为diag(a, b, c ...)
  • 矩阵的基本变换是可逆的过程
  • 矩阵的秩:矩阵非零子式的最高阶数。
  • 矩阵的内积:

\[(a, b) = \sum_{i=1}^na_i*\overline{b_i} \]

  • 矩阵的范数:

\[||a|| = \sqrt{(a, a)} \]

  • 矩阵的范数满足:

\[||ca|| = |c| ||a|| \]

其中c是常数。

  • Schwarz不等式:

\[|(a, b)| \leq ||a||·||b|| \]

当a和b线性依赖时等号成立。

  • 三角不等式:

\[||a+b|| \leq ||a|| + ||b|| \]

当存在实数c使得b = ca或a = 0

  • 共轭转置矩阵A*的性质
    - 对(m, n)型矩阵A满足(Ax, y) = (x, A*y)
    - 对于Hermite矩阵满足A* = A
    - 满足A*A = AA* = E的矩阵称为幺正矩阵或酉矩阵
    - 满足A‘A = AA‘ = E的矩阵称为正交矩阵
  • 对于复数方块矩阵A,以下4个条件等价
    - A是幺正矩阵。
    - 对于任意的n次向量x有||AX|| = ||x||
    - 对于任意的n次向量x、y有(Ax, Ay) = (x, y)
    - A = (a1 a2 ... an)的情况下,满足(ai, aj) = \(\delta_{ij}\),其中\(\delta_{ij}\)克罗内克符号
  • Cramer公式:一个线性方程组可以用矩阵与向量的方程来表示:

\[Ax = c \]

其中的A是一个n×n的方块矩阵,而向量\(x=(x_1,x_2,?x_n)^T\)是一个长度为n的列向量,\(c=(c_1,c_2,?c_n)^T\)也相同。Cramner公式说明如果A是一个可逆矩阵,那么方程有解\(x=(x_1,x_2,?x_n)^T\),其中

\[x_i = \frac{det(A_i)}{det(A)} \]

其中\(A_i\)是被c取代了A的第i列向量后得到的矩阵。为了方便我们通常用\(\Delta\)来表示det(A),用\(\Delta_i\)来表示det(\(A_i\)),所以可以写作:

\[x_i = \frac{\Delta_i}{\Delta} \]

  • 空间向量的外积:有\(x=(x_1,x_2,x_3)^T\)\(y=(y_1,y_2,y_3)^T\),有如下的公式

\[x \times y = (x_2y_3 - x_3y_2, x_3y_1 - x_1y_3, x_1y_2 - x_2y_1)^T \]

  • 空间向量的外积有如下的性质:
    - $b \times a = - a \times b
    - (a x b, a) = (a x b, b) = 0
    - a, b线性相关则a x b = 0
    - a, b线性独立则||a x b|| = ||a|| ||b|| \(\sin\theta\)
    - 3次行列式的列向量\(a_i\),满足如下的条件

\[(a_1 \times a_2, a_3) = det A = det(a_1, a_2, a_3) \]

未完待续
本博文参考书目:

  • Deep Learning Chapter 2 
  • 大学院入試問題<数学> 数理工学社
  • 演習 大学院入試問題  サイエンス社
  • 线性代数与空间解析几何 高等教育出版社

线性代数回顾+深化(未完成版)

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原文地址:https://www.cnblogs.com/winston8086/p/13041096.html

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