范德蒙矩陣相關


一、
范德蒙矩陣的形式
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二、代碼如下
范德蒙矩陣

x=[-1 0 1 2 3]'; %定義5維列向量x
for i=1:1:5      %行控制變量i從1~5,步長為1
for j=1:1:5      %列控制變量j從1~5,步長為1
A(i,j)=x(i)^(j-1); %對矩陣元素A(i,j)賦值
end
end

三、matlab自有代碼
vander

todo:以后再了解吧

四、嘿嘿嘿,得來全不費工夫
上午不了解的問題,偶然之間竟然發現了解決辦法,趕緊來記錄一下
從行列式開始
范德蒙行列式是長這個樣子滴:
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然后呢,它的轉置也叫做范德蒙行列式:
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為什么呢?
因為矩陣轉置,行列式的值不會變
這里我就不推導了,直接給出范德蒙行列式的值:
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這是什么意思呢?

假設有如下的范德蒙方陣:
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那么它的行列式等於:(3-2)(5-2)(5-3)=6
假設4階范德蒙行列式中有四個數2,3,5,7那么就等於(3-2)(5-2)(7-2)(5-3)(7-3)(7-5)=240

考試中經常出現與范德蒙行列式類似的結構,它們就差了那么一點點,我們需要做的就是將之轉化為
標准的范德蒙行列式便於計算。這里我舉一個例子。
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上面這個行列式長得太像范德蒙矩陣了,只是沒有三次項,我們給它補上。
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這里除了補上三次項,還有未知數x,為什么呢?當然首先是只有方陣才有行列式。

這樣整個行列式的值為:
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我們僅看 x^3 項的系數(負的原行列式的值)就是答案:

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怎么理解呢?原因就是代數余子式按列展開等於行列式的值
(1,x,x2,x3,x4)T按列展開一次得到對應級次的系數,我們這里只取x^3的系數就是對應上
上個矩陣行列式的值了。
性質
范德蒙矩陣的性質不多,有兩條值得說一下:
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范德蒙矩陣與多項式的最小二乘擬合
最后我想談一談范德蒙矩陣在多項式的最小二乘擬合中的應用

用一個多項式去擬合若干個點:
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假設有n個采樣點,擬合次數為k次,那么方差可以表示為:
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為求得方差的極小值,對a0,...ak依次求偏導為0。
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移項
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看起來很亂,寫成矩陣形式試試:
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em...這就是個什么矩陣,看起來好復雜滴

哈哈,我們觀察變形一下:
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上面的矩陣可以寫成范德蒙矩陣相乘的形式哦!
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X是豎着的范德蒙矩陣。這樣向量a等於:
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這里有個很關鍵的點,范德蒙矩陣不一定是個方陣,即采樣點多於擬合多項式的最高次數,不是方陣
就沒有逆,但是只要不存在相同的兩個采樣點,那么
一定是存在逆矩陣的,多項式的系數向量a也可表示出來了。

**這就是基於最小二乘法的多項式擬合原理! **
【1】文檔下載
http://www.360doc.com/content/19/0426/19/36378025_831671159.shtml
【2】范德蒙矩陣百度文庫
【3】https://blog.csdn.net/weixin_28968629/article/details/113037172


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