線性代數——向量空間和子空間($Ax=b m乘n$)


由於作者時間緣故,將只挑選一些比較重要的部分講述。
注意,這一部分和\(Ax=b與Ax=λx\)\(n乘n\)方陣情況是不同的,后兩者一種是線性系統,一種是特征值。

線性代數——向量空間和子空間(\(Ax=b m乘n\))

向量空間

  • 向量空間\(R^n\)包括所有有n個實分量的列向量。
  • M(所有2x2實矩陣),F(所有實值函數)以及Z(單個零向量)都是向量空間。
  • 一個向量空間中的子空間由所有\(v和w\)的線性組合\(cv+dw\)組成(包括零向量)。
  • 列空間由所有列向量的線性組合組成。這些組合結果是所有可能的向量\(Ax\),they fill the column space C(A)。
  • \(b\)\(A\)的列空間時,\(Ax=b\)可解。

\(A\)的零空間,求解\(Ax=0\)\(Rx=0\)

  • \(R^n\)中的零空間\(N(A)\)包含所有\(Ax=0\)的解\(x\)。這也包含\(x=0\)
  • 消元(從\(A\)\(U\)\(R\))不改變零空間:\(N(A)=N(U)=N(R)\)。(\(U\)是上三角型,\(R\)是行最簡型)
  • 行最簡型\(R=rref(A)\)的所有主元都為1,同時上方和下方均為零
  • 如果\(R\)的第\(j\)列向量是自由的(無主元),一定存在使\(Ax=0\)得一個特解,其中\(x_j=1\)
  • 主元數=\(R\)中的非零行的個數=秩\(r\)。同時有\(n-r\)個自由列向量。
  • 所有滿足\(m<n\)的矩陣在零空間一定有\(Ax=0\)的非零解。

譯名問題

reduced row echelon form 譯為 行最簡型
pivot 譯為 主元

ChangeLog

11月15日 22:15 開始的開始。最簡單的一章結束。
11月17日 15:45 第二章結束。


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