麻省理工公開課 線性代數 學習筆記02

2021-07-07 08:20:14 字數 934 閱讀 3965

矩陣消元

這次是矩陣消元的內容,首先依然從乙個方程組開始 

e.g.

同樣先寫出他的係數矩陣

先寫出他的係數矩陣

方框框起來的被稱為主元1

第二個方框被稱為主元2,箭頭上是以消去元的位置而標明的.。

其實具體流程是這樣,為了消去第二個方程的x,然後兩邊同時減去第乙個方程的三倍

就能達到消元目的了,這種方

法被稱為高斯消元法。

同樣進行消元,可以得到最後乙個矩陣,有一點需要注意的是主元不能為0,為0則不可逆。

下面把方程右邊加到係數矩陣中,這樣矩陣就可以被稱為增廣矩陣

(augmented matrix)

之前寫過過程就不一一論述,直接寫出結果。

最後將所得矩陣代入原來的方程組,這一過程被稱為回代

(substitution)

那麼其實可以發現步驟是可以簡化的,可以直接乘以之前的兩個矩陣,讓方程組迅速取得最後的結果。

先考慮乘以什麼樣的矩陣可以得到第二步的矩陣

有一種矩陣叫做單位矩陣(identity matrix),可以乘以原矩陣讓其本身不變。相當於代數中1的作用

其實很直觀就能達到讓方程1的三倍減去方程2目的

就一般我們把這種由單位矩陣

經過一次矩陣初等變換

得到的矩陣稱為

初等矩陣(element matrix)

接著繼續第二步(矩陣命名為e32)

那麼可以得出e32(e21*a) = v

其實矩陣是支援乘法結合律的,所以可以先(e32*e21)a = v

但是矩陣不支援乘法交換律 ab≠ba

可以用乘以置換矩陣(permutation matrix)的方式來說明

麻省理工公開課 線性代數

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