理解线性代数核心算法:理解向量运算和Cramer法则

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理解线性代数核心算法:理解向量运算和Cramer法则

线性代数到底在讲什么?

不理解的知识,当然不会用!

本课程是专栏《20堂课极速理解线性代数》的精华凝炼图文版,10堂课帮助您真正从直观角度理解、消化、吸收线性代数的核心概念与核心算法

向量乘法

向量与标量不同,虽然都有加法乘法,但是意义也不一样。

对于向量的乘法来说,就有两种:

内积 & 外积

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内积

向量a与向量b的内积这样定义的,看图:

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就是说,两个向量,对其中一个取模(取向量长度),再乘以另一个向量向它投影的长度。

所以,内积是一个“”。

有一个好玩的说法,帮助你理解内积的意义甚至应用:

一起生活的两个人各有各的价值观,需要一个人以另一个人的角度思考问题,这样的价值观才能相乘放大。

那么,用-1~1中间的数字来表示,两个人到底有多大的差异?如何表示呢——

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进一步的,两个向量之间有三种极端情况,也可以这样比喻:

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向量内积其实就是矩阵乘法

向量内积如何计算呢?其实就是按矩阵乘法的规则来算:

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所以,还是可以回归到矩阵乘法的意义的理解,即“方法 × 对象”。

向量的内积算法,完成后,结果是一个数量,因此也称为向量的数量积

向量的外积

外积是这么定义的:

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外积是一个向量,这个向量的大小是展成四边形的面积,这个向量的方向与展成四边形平面垂直。

向量的外积算法得到是一个向量,因此也称为向量的向量积

为啥叫“内积”“外积”?

内积得到一个数,在向量张成的平面之内

外积得到一个向量,而且还在平面之外

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向量的加法——平行四边形法则

加法就比较简单了,平行四边形法则中学就会:

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怎么去比喻呢?

向量加法就好像,一起生活的两个人各有各的力量优劣,需要两个人合二为一,向一个共同的方向而努力,这样的力量才能相加。

理解Cramer 法则第一部分

Cramer 法则是针对如下形式的方程:

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•如果A的行列式不为0,则方程有解。

学过前面的课程,现在我们有新的更直观的理解:

x跃迁到A空间中,可以表示成b

•如果A空间行列式为0,即空间膨胀率为0,那么维度必须坍塌,就不可能得到b

理解Cramer 法则第二部分

第二部分是说:解是惟一的

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满秩(真维度)的变换,当然是一一对应的映射。

理解Cramer 法则第三部分

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