線性代數學習筆記一 矩陣和行列式

2021-10-25 03:08:19 字數 1855 閱讀 8659

首先ax=

yax=y

ax=y

可以視為乙個系統

輸入了x

xx得到了y

yy

\xiξ)下的座標,而a則為另外一組

\lambda

λ)引用知乎已登出大佬的圖來直觀的解釋

所以可以總結,ax=

yax=y

ax=y

的過程,實際就是用新基λ

\lambda

λ將舊基ξ

\xiξ替換掉,但是仍然使用相同的座標。比如上圖中,原本輸入x是1ξ1

+2ξ2

1\xi_1+2\xi_2

1ξ1​+2

ξ2​,但是輸出為1λ1

+2λ2

1\lambda_1+2\lambda_2

1λ1​+2

λ2​。很明顯,儘管是相同的係數,但是由於基不一樣,那麼最終得到的新的向量肯定不是最開始的那個xxx。

但是注意的是,得到的新的向量y

yy卻仍然是用基ξ

\xiξ來表示的。這是很神奇的一點,我們也可以這麼理解:基ξ

\xiξ和基λ

\lambda

λ各自張成了乙個線性空間,而x

xx只是普通的一組數,那麼它可以是基ξ

\xiξ上的一組向量,但是同時也可以是基λ

\lambda

λ上的一組向量。但是ax=

yax=y

ax=y

這個過程其實就是把原本在基λ

\lambda

λ(新基)下表示的乙個向量,對映到基ξ

\xiξ(舊基)上,進而就得到了yyy。

換個角度來看,舊基ξ

\xiξ其實就是i

ii,就是aiai

ai,相當於對原本的基進行了乙個變換,a

aa就是變換的方式。注意,在此之前,a

aa都是作為乙個矩陣被我們討論,但是此處aiai

ai相當於對i

ii進行左乘了乙個變換矩陣a

aa,所以這裡的a

aa可以被視為是一種變換

矩陣是變換的數字表達,變換是矩陣的實際意義的體現。

那麼我們就可以這麼理解:

矩陣對向量的加工是通過改變基向量來實現的

在這個分析的基礎上,取y

yy為不同的數值,比如0

00,那麼為齊次方程;如果為b(b

≠0)b(b\ne 0)

b(b​=

0),那麼為非齊次的。

那麼這裡就可以聯想到方程組ax=

bax=b

ax=b

有解的條件。

矩陣對向量進行加工,行列式能夠描述這種加工作用的強弱

如上圖,行列式可以定義為基向量張成的面的面積,如果假設原來的面的面積為1,新的面的面積為s

s>0,沒什麼特別的

s=0,這說明新的兩個向量他們疊在一起了,所以面積才為零

s<0,這說明新的兩個向量和舊的兩個向量之間的先後順序變了,如下圖

上面的第二條,就可以聯想到方程組ax=

bax=b

ax=b

有解的條件。

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