起源
线性代数的研究源自对于二维三维空间下向量的研究。
向量
这里只探究在数学中的表示,每个维度用一个分量表示,用列表示如下:
乘法于加法是线性组合最重要的两个概念
向量乘因子
等于乘以各分量
向量相加 等于各分量相加
将这两个操作组合在一起就是线性组合
对于二维空间而言,如果v和w不共线,则将填充整个二维空间。
三维空间的话,则未必了。如下所示
可能共面、共线,其线性组合会产生可能填充直线、平面或者整个空间的效果。
点乘
即各元素相乘相加之和长度即各元素点乘开平方
两个不同向量的点乘等于二者夹角的cos
证明嘛如下
矩阵
将线性组合改写为的形式,向量则变为矩阵的列。系数变为向量的元素。
就是矩阵了。
矩阵可逆
首先明确下什么是可逆矩阵,很简单,如下
对于
则是可逆矩阵。也就是对于的线性组合而言,存在另外一个矩阵的线性组合,反向求出。
那么什么条件下矩阵是可逆的呢?
牵扯到前面的空间的概念,从三维空间来讲,如果各列之间Independent,则矩阵是可逆的,反之则不可逆。矩阵的两列或者N列存在组合关系,例如
说明是无用的列,存在很多解。反之,只有唯一解。