线性代数——向量空间和子空间($Ax=b m乘n$)


由于作者时间缘故,将只挑选一些比较重要的部分讲述。
注意,这一部分和\(Ax=b与Ax=λx\)\(n乘n\)方阵情况是不同的,后两者一种是线性系统,一种是特征值。

线性代数——向量空间和子空间(\(Ax=b m乘n\))

向量空间

  • 向量空间\(R^n\)包括所有有n个实分量的列向量。
  • M(所有2x2实矩阵),F(所有实值函数)以及Z(单个零向量)都是向量空间。
  • 一个向量空间中的子空间由所有\(v和w\)的线性组合\(cv+dw\)组成(包括零向量)。
  • 列空间由所有列向量的线性组合组成。这些组合结果是所有可能的向量\(Ax\),they fill the column space C(A)。
  • \(b\)\(A\)的列空间时,\(Ax=b\)可解。

\(A\)的零空间,求解\(Ax=0\)\(Rx=0\)

  • \(R^n\)中的零空间\(N(A)\)包含所有\(Ax=0\)的解\(x\)。这也包含\(x=0\)
  • 消元(从\(A\)\(U\)\(R\))不改变零空间:\(N(A)=N(U)=N(R)\)。(\(U\)是上三角型,\(R\)是行最简型)
  • 行最简型\(R=rref(A)\)的所有主元都为1,同时上方和下方均为零
  • 如果\(R\)的第\(j\)列向量是自由的(无主元),一定存在使\(Ax=0\)得一个特解,其中\(x_j=1\)
  • 主元数=\(R\)中的非零行的个数=秩\(r\)。同时有\(n-r\)个自由列向量。
  • 所有满足\(m<n\)的矩阵在零空间一定有\(Ax=0\)的非零解。

译名问题

reduced row echelon form 译为 行最简型
pivot 译为 主元

ChangeLog

11月15日 22:15 开始的开始。最简单的一章结束。
11月17日 15:45 第二章结束。


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