四大子空間的理解

2021-07-22 22:50:12 字數 659 閱讀 9002

一.四大子空間

線性代數中,用向量空間的角度去理解求解過程,會使得我們對線代的理解更加的深入。這也運用了數型結合的思想,把直觀的幾何視覺與嚴謹的數學計算結合,使得我們解決問題更加的方便。所謂數無形式少直覺,形無數式難入微。

若有表示式 ax = b; 我們關心的是a中列向量所構成的空間的情況,若a=;則上面的表示式就轉化為了是否存在乙個x=(x1,x2,x3,x4...xn)使得 a1x1+a2x2+...anxn = b; 也就是是否存在a中列向量的線性組合,能夠表示b。 對於這個問題的研究, 使得我們進一步要去研究一下a中列向量的情況,就也就延伸出了對於a中列向量空間維度的**,其有效的列向量是幾個,也即其線性無關的列向量有幾個,也就是a的秩的概念。

同時,對於x的向量,我們也想要了解,我們用零空間來定義由所有x所構成的向量空間,它是幾維的呢? 有結論如下 null(x) = n - r; 其中null(x)表示的是零空間的秩,n表示的是矩陣a的列向量的個數,r表示的是矩陣的秩。這也是容易理解的,其中n - r 表示的就是列向量中無效的向量的個數,也就是能被其他向量表示的個數,對應的零空間就有相應的自由分量與之對應。

重要的一點,列向量構成的子空間,與零空間共同構成了整個向量空間, 即 n = r + null(x); 而且,它們兩個空間時正交的~~。

另外兩個子空間分別是a的轉置與之對應的零空間,模擬於上面。

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