視頻來源:線性代數(shù)的本質(zhì)
1. 點積究竟是什么?
與
相乘拴曲,幾何意義是:
在
上投影的長度
的長度井仰。
- 當兩個向量方向大致相同時浅缸,點積結(jié)果為正
- 當兩個向量方向垂直,點積結(jié)果為0
當兩個向量方向大致相反学搜,點積結(jié)果為負
點積(對應坐標相乘)與向量之間投影有毛線關(guān)系?
的直觀理解:二維平面中,
和
被變換之后讨勤,可以用一維中的一條線來表示。:在數(shù)軸上表示為
此時晨另,我們把這條直線放在二維平面中潭千,然后找一個向量,與這條直線完全重合借尿,這個時候刨晴,二維空間中的基向量,在上的投影 = 在基向量上的投影路翻。
在與向量相乘后狈癞,
注意:不管任何一個二維到一維的線性變換,都能夠在二維空間中找到一個與之對應的向量茂契。這個向量的目的:是把2 * 1維的向量(
)亿驾,都變成一個數(shù)。
2. 叉積究竟是什么账嚎?
前面提到過莫瞬,行列式可以度量兩個向量面積增大或減少的比例(跟基向量相比)儡蔓。兩個三維向量和
生成一個新的三維向量
。
的長度疼邀,就是
和
圍成平行四邊形的面積喂江,方向需要根據(jù)右手定則來確定。
叉積的運算法則
3. 基變換旁振?
可以這么看获询,同樣在一個空間維度中(在同一個地球上),不同的基就相當于說不同語言的人(中文拐袜、英語)有一天吉嚣,Bill想認識一個女孩,于是問你該怎么辦蹬铺。
- 目標向量左乘基變換矩陣(他的目的:“我想約她尝哆,我要怎么辦”:翻譯成中文===用我們的語言描述他的基向量,此時的結(jié)果是表達同樣的意思甜攀,但是是用我們的語言描述的)
- 第一步結(jié)果左乘線性變換矩陣(你了解后:提供建議)
- 第二步結(jié)果左乘基變換矩陣的逆(你把你的建議翻譯成英文)
4. 特征值與特征向量
前面提到過秋泄,空間中的向量都可以通過基向量進行變換、裁剪得到规阀,那么恒序,一個向量在變換和裁剪的過程中,基向量所張成的空間其實或多或少都發(fā)生了改變谁撼,然而歧胁,有一些很皮的向量,仍然留在他們原來張成的空間中厉碟,這些很皮的向量与帆,就稱作為:特征向量,每個特征向量都有一個所屬的值墨榄,被稱為“特征值”玄糟。
特征值的大白話解釋:其實就是**衡量特征向量在變換中拉伸或者壓縮比例的因子。
在三維空間中袄秩,如果向量張成的空間(一個立體物體)阵翎,在變換過程中按照某個值旋轉(zhuǎn)了,那么之剧,旋轉(zhuǎn)的軸就是特征向量郭卫。
特征向量與特征值的計算公式
當為零向量時,本身沒有任何幫助背稼,因此贰军,我們需要當
為非零向量時,使
與之相乘為
。即词疼,要求
能夠?qū)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=%5Coverrightarrow%7Bv%7D" alt="\overrightarrow{v}" mathimg="1">實行降維俯树,若要降維,則需要其對應的行列式為0
需要注意的一點是:有幾個特征值贰盗,不代表有幾個特征向量许饿。
特征值為1,特征向量對應一條舵盈。但是陋率,若
特征值為2,但是特征向量卻不止一條秽晚,原本空間中所有的向量都是其特征向量瓦糟。
對角矩陣
如果你足夠幸運,你的矩陣為對角矩陣赴蝇,like this:菩浙。那么,對角線上的每一個元素都是特征值扯再,為什么?因為在原本的空間中址遇,基向量本身就是特征向量熄阻,你只是將原本的坐標軸進行了拉伸或者壓縮,并沒有進行剪切倔约,因此秃殉,基向量還是原來的基向量。
5. 抽象向量空間
線性的定義:
怎樣把一堆多項式浸剩,轉(zhuǎn)換到空間中钾军?
注意上圖中基函數(shù)的定義