对线性代数的理解
date
Jan 7, 2022
slug
Linear
status
Published
tags
数学
type
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summary
对线性代数的理解
什么是空间
先看空间的特征
- 是三维空间里由无数点组成的集合
- 这些点和点之间有联系
- 可以在三维空间定义长度和角度
- 可以通过变换,将另一个移动到另一个点
1和2是空间的基础,3只在三维空间里面有,所以重要的是4,空间允许变换,也就是说集合里的对象,允许变换才是空间
空间是容纳变换的一个对象集合
向量空间
向量空间是现代数学中的一个基本概念,是线性代数研究的基本对象,是指一组向量及相关的运算即向量加法,标量乘法,以及对运算的一些限制如封闭性,结合律。
其实就是向量空间是一个集合,这个集合包括
- 向量集合
- 向量运算
- 向量运算的性质
- 封闭性
- 结合律
数学中,若对某个集合的成员进行一种运算,生成的仍然是这个集合的成员,则该集合被称为在这个运算下闭合。(向量+向量=向量)
选基
我们研究向量的时候要选定一个基准研究,比如笛卡尔坐标系,只要x和y轴不平行理论上就可以,但是这样很难算,所以我们要选一个好的基准
线性空间
如果能通关选基,把对象表达成一个向量的形式,并且元素可以变换就是线性空间
向量空间是线性空间的子集
矩阵
前面说了,空间是允许变换的集合,那矩阵就是用来描述变换的,在线性代数中,把一个向量变换成另一个向量,用矩阵去描述
那矩阵是变换,怎么施加变换呢
就是向量×矩阵
线性代数
而线性代数巧妙的地方在于,向量本身也可以看成是一个矩阵,这样空间中的元素和空间的变换可以用同一个东西去表达
其实我们研究线性代数,可以看成是研究向量的变换。
所以线性代数本质,就是把一些复杂问题,转换为线性空间能表示的,然后我们用矩阵去研究他们的变换
一些资源
[Immersive Linear Algebra] (http://immersivemath.com/ila/tableofcontents.html?)