行列式(determination):
行列式是只針對方陣而言的。
關於行列式,2階、3階行列式的求解:
對於三階行列式的求解:
可以在旁邊多加乙個同樣的以方便看圖。
行列式有常見的性質:
1)行列式與其轉置行列式相等。
2)對換行列式的兩行或者兩列,行列式變號。如果行列式某兩行、兩列相同,行列式為0。
3)把行列式的某一行、一列同乘乙個數加到另外一行或者一列,行列式不變。
由2)、3)得知:行列式中,如果一行、一列是另一行、一列的倍數,則該行列式為0.
上述性質與線性方程組的解息息相關。
根據克拉默法則,如果乙個線性方程組的係數行列式不等於0,則線性方程組有唯一解。(係數矩陣必須是nxn的方陣,才有行列式,所以over-determined的線性回歸不屬於這種型別)。
注意上述定理只對係數矩陣做要求,自變數向量的階數並沒有規定。可以有x^2,x^3等。
關於齊次線性方程組和非齊次線性方程組的定義:
所以有:
關於求逆矩陣(inverse matrix):
對於線性方程組的求解,可以使用逆矩陣的方法,關於逆矩陣的定義和性質如下:
而對於伴隨矩陣a*的求法如下:
而關於奇異矩陣和非奇異矩陣的定義如下:
矩陣的秩的定義(rank):
這裡我們給矩陣的秩乙個非正式的定義:
如果經過了gaussian elimination之後的矩陣的非零行數就是矩陣的秩(其實最原始的回答應該是,階梯矩陣的非零行數)。那什麼是階梯矩陣呢?
例子如下:
那麼,矩陣的秩和線性方程以及行列式有什麼關係呢?
顯而易見,如果乙個矩陣是乙個滿秩方陣,就是說gaussian elimination之後的矩陣的非零行個數和未知數相同,方程有唯一解。那麼次係數方陣的det就不等於0. 係數方陣也是可逆方陣。是個非奇異方陣。注意,行列式、逆矩陣、非奇異矩陣等都是針對方陣而言的。但秩的話是矩陣都可以求的。
方陣的特徵值和特徵向量(eigen value和eigen vector)
對應著,我們可得特徵多項式:
觀察可知,這個特徵多項式是乙個齊次線性方程組。想要有非零解,也就是非零特徵向量,需要行列式等於0才可以。根據這一性質,可以幫助我們求得行列式:
下面是對應的例題:
線性代數基礎
向量是由n個數組成的n行1列或1行n列的有序陣列 向量點乘 內積,數量積 運算結果是乙個標量,可以計算兩個向量間的夾角以及a向量在b向量方向上的投影,點積的意義是測量兩個向量同向的程度。向量叉乘 外積,向量積 運算結果是乙個向量,並與這兩個向量組成的平面垂直 向量的線性組合 先數乘後疊加 a1v1 ...
線性代數基礎
兩兩正交且模為1 a cdot b left a right left b right cos left a right 設向量b的模為1,則a與b的內積值等於a向b所在直線投影的向量長度。要準確描述向量,首先要確定一組基,然後給出在基所在的各個直線上的投影值,就可以了。a times b left...
數學基礎 線性代數
1 矩陣正定性的判斷,hessian 矩陣正定性在梯度下降中的應用 若矩陣所有特徵值均不小於0,則判定為半正定,若矩陣所有特徵值均大於0,則判定為正定,在判斷優化演算法的可行性時hessian 矩陣的正定性起了很大的作用,若hessian 正定,則函式的二階偏導恆大於0,函式的變化率處於遞增狀態,在...