线性代数简要总结

同样也是考验后的总结,仅仅是为了希望在实践中有用时候有所参照,当然还由于一句话:

不学线性代数,你就漏过了95%的人类智慧!

当然还有:

进入科研领域,你就会发现,只要不是线性的东西,我们基本都不会!线性是人类少数可以研究得非常透彻的数学基础性框架。

所以说,很重要,期盼能够帮助我解决问题。既然都了解一场,不能白了解。况且我有志于在计算机行业长足发展,所以,涉及到很多比较高深的知识,也必须以此为基础。

而且,学了高数和线性代数,可能会很容易发现高数的实用性,而线性代数却莫名得很,行列式喽、矩阵喽,感觉在生活中除了多元一次方程,没有什么地方再能使用。

还特点查询了百度百科,词条是线性,百度解释是:

两个变量之间存在一次方函数关系,就称它们之间存在线性关系

可以看,确实是一次方的函数关系,但是不止于两个变量。

线性代数是啥?

感觉学习了矩阵、行列式、向量等,都不知所云,只知道应该那么做,而不清楚那么做为啥?达到个啥目的?
看了些文章,发现一篇比较好,说线性代数是在初等数学上的抽象,就好比java或者python是在c上的发展一样,是一种同样的工具。它将坐标的模型,转化成向量模型。文章链接

虽说如此,还是需要很多实际的运用才能够体会到。下面记录的仅仅是知识结构模型了。毕竟理解性和实用性上,目前还是比较欠缺。先罗列一个框架,其余日后了解到补充。

matrix

行列式

理解和思路:
行列式的值是一个数;
行列式的性质:换行(列)、倍乘、行(列)间相加、常数相乘等;
代数余子式计算行列式之值;
复杂行列式计算技巧(几个重要的行列式);
克拉默法则对方程解的处理;
运用:可用于密码学,进行加密解密的算法;多元方程组时候,可以用行列式(克拉默法则)判断解求解


矩阵

理解和思路:
和行列式不同,不是一个常数值,本身就是一个排列;
可以和符合条件的矩阵进行运算,乘法(A的列数等于B的行数),加减(AB的行列数相同);
有矩阵的逆,相当于常数的倒数,单位矩阵相当于常数的1;
矩阵的初等变换,可求逆,可化阶梯形状(其变换法则和行列式不同);
矩阵加法间满足分配、交换、结合律;
矩阵乘法之间满足分配、结合律,当AB=BA时候,才满足其余常数乘法的公式;
伴随矩阵和相关计算公式;
矩阵的秩;
矩阵的等价:P(m*n),Q(n*l),若满足PAQ=B,则A等价B
运用:常常用于求多元方程组的解或者对多元方程组的系数进行处理。


向量

理解和思路:
就像一个一维数组一样,就是n个数构成的有序序列;
可与向量互相相加、可与常数相乘;
线性组合、线性相关、线性无关、线性表示;
判别线性相关的5大定理;
内积和正交;
向量通常作为多元一次方程组的未知数;
运用:感觉是求线性方程组的必经之路


线性方程组

理解和思路:
齐次线性方程组的有解无解条件和求解方法(基础解系和通解),通常是通过秩和未知数个数比较判别;
非齐次线性方程组的解的条件,通常比较位置数系数矩阵秩、系数解联合秩及其未知数个数关系来判别解的特点;
自由未知量和独立未知量;
多元一次方程组的未知数,实际上就是一个向量,矩阵是系数;
运用:求解方程组;判断线性相关性;判断能否线性表示


特征值、特征向量

理解和思路:
主要就是根据公式Aξ=λξ,其中,A是n阶矩阵,ξn维是向量,λ是常数,满足就称λ是特征值;
特征值求法:|λE-A|=0所得λ就是特征值
特征向量求法:将相应的λ代入矩阵方程:[λE-A]α=0所求解向量;
不同λ对应不同特征向量,k重λ至多k个线性无关向量;
|A|=λ1*……*λn
λ1+……+λn=A11+……Ann
运用:如有一个向量α,即矩阵A使得α发生形变(拉伸),特征向量表示A能够使哪些向量发生拉伸。


相似矩阵和相似对角化

理解和思路:
两个矩阵相似,可以推出众多的性质;
矩阵是否可以相似对角化是以特征根为基础的;
若有可逆矩阵P使得P^(-1)AP = B,A相似于B;
判断A是否相似对角矩阵有三个条件:

  1. A是否是实对称矩阵,不满足则往下;
  2. A特征值是否全部线性无关(是否有n个不同特征值),不满足往下;
  3. A的重根的特征值是否对应两个线性无关的特征向量。

运用:主要判断矩阵可对称化否


二次型

理解和思路:
f(x)=x^(T)Ax,则A是二次型f(x)的矩阵;
合同变换;
化成标准型和规范型;
惯性定理;
正定及其判别;
运用:


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