引言:最近学习Gilbert Strang教授关于线性代数的麻省理工公开课视频,为了防止遗忘和日后巩固,特此做一个视频总结。公开课视频地址:
第一课:方程组的几何解释
矩阵是由线性方程组得来,所以线性方程组的求解过程可以转变为矩阵之间的变换。以下面这个方程组为例:
该方程组可以转化为两种形式,也是Gilbert Strang教授所说的行图像和列图像。- 行图像(Row Picture)
形如AX=b,其中A为系数矩阵,X为未知数矩阵,b为常数矩阵,对应行图像为:
- 列图像(Col Picture)
此表达式为列向量的线性组合,对应列图像为:
第二课:矩阵消元
求解多元方程组的方法中最经典的是消元法。而从矩阵的角度来看,是将系数矩阵A变换为上三角矩阵的过程。我们以多元方程组为例进行说明。
系数矩阵A转换为为U (上三角矩阵)
同样的,在矩阵A右侧添加b向量形成增广矩阵以相同方式进行转化:
最后将变换后的矩阵写成方程组形式,,利用回代即可求解
扩展1:矩阵的乘法运算
扩展2:置换
行交换:左乘置换矩阵P列交换:右乘置换矩阵P
扩展3:逆矩阵
定义:如果矩阵A和矩阵B相乘得单位矩阵E,则称矩阵B是A的逆,记作