網易公開課: 麻省理工公開課:線性代數
教材:introduction to linear algebra, 4th edition by gilbert strang
一、向量空間和子空間(加法封閉、數乘封閉)
向量空間$r^3$的子空間:$r^3$、任意經過原點$(0, 0, 0)$的平面$p$和直線$l$、只包含零向量的空間$z$
並集:$p\bigcup l$是子空間嗎? //否!對加法運算不封閉
交集:$p\bigcap l$是子空間嗎? //是!
結論:任意子空間的交集仍然是子空間
二、矩陣列空間 $c(a)$:所有列向量的線性組合構成的子空間
(1)因為$a$為$4\times 3$矩陣,列向量為四維向量,所以列空間$c(a)$是$r^4$的子空間(真子空間)
(2)$a\mathbf=\mathbf$對任何$\mathbf$都有解嗎? //否!當且僅當$\mathbf$位於矩陣$a$的列空間$c(a)$時,有解!
(3)由於矩陣$a$的第三列為前兩列的線性組合(和),所以列向量是線性相關的,列空間$c(a)$僅為$r^4$的二維子空間
三、矩陣零空間 $n(a)$:$a\mathbf=\color0$的所有解$\mathbf$構成的子空間 //與$\mathbf$無關,等價於$\mathbf=\mathbf$
(1)因為$a$為$4\times 3$矩陣,向量$\mathbf$為三維向量,所以零空間$n(a)$是$r^3$的子空間
(2)本例的零空間為$r^3$中的一條直線$c(1, 1, -1)$ //記(1, 1, -1)為列向量,[1 1 -1]為行向量
(3)驗證 $n(a)$為子空間
假設:$a\mathbf=0$、$a\mathbf=0$
則:$a(\mathbf+\mathbf)=a\mathbf+a\mathbf=0$(加法封閉)
$a(c\mathbf)=ca\mathbf=0$(數乘封閉)
(4)$a\mathbf=\mathbf, \mathbf\neq\mathbf$ 的所有解是否構成子空間? //否!解中不包含原點$\mathbf$,本例中所有的解構成不穿過原點的直線
四、構造子空間的兩類方法
(1)已知空間內的向量,通過線性組合進行構造 //列空間
(2)已知空間內向量必須滿足的方程組,而空間內的向量未知 //零空間
麻省理工公開課 線性代數
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麻省理工公開課 線性代數 第2課 矩陣消元
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麻省理工公開課 線性代數 學習筆記02
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