线性代数的本质 2 线性组合、张成的空间、基

一种新的看待方式 

        对于一个向量,比如说\begin{bmatrix} 3\\ -2 \end{bmatrix},如何看待其中的3和-2?

        一开始,我们往往将其看作长度(从向量的首走到尾部,分别在x和y上走的长度)。

        在有了数乘后,我们可以将其视为对向量进行缩放的标量,缩放的对象是两个特殊的向量\overrightarrow{i}=\begin{bmatrix} 1\\ 0 \end{bmatrix} 和 \overrightarrow{j}=\begin{bmatrix} 0\\ 1 \end{bmatrix}这两个向量也被称为xy坐标系的基向量。

        也就是有:\begin{bmatrix} 3\\ -2 \end{bmatrix}=3\overrightarrow{i} + (-2)\overrightarrow{j}

        这种把向量看作向量的数乘的和的思想正体现了数乘和相加是线性代数的核心。

         这里很自然引出一个问题,可不可以换另外的向量作基向量?

        比如这里我们用\begin{bmatrix} 1\\ 2 \end{bmatrix} 和 \begin{bmatrix} 3\\ -1 \end{bmatrix},想象一下任意缩放这两个向量,然后相加,得到不同的结果。

        感性上,我们可以得到所有二维平面中的向量;实际上,确实如此。

        具体为什么,以及在这样的基下,坐标和向量的关系,可以暂且往后放。目前需要认识到的是,每当我们用数字描述向量时,它都依赖于我们正在使用的基。

线性组合

       两个数乘向量的和被称为这两个向量的线性组合。在xy坐标系,任意取两个向量进行线性组合时,组合出的所有向量实际上有3种情况:

  •         两个向量都是零向量时,只能得到零向量。
  •         两个向量恰好在一条直线上时,得到的向量终点也全在这条直线上。
  •         其余情况,能得到整个平面所有向量。

张成的空间  

        这里又引入一点术语:

        所有可以表示为给定向量线性组合的向量的集合,称为给定向量张成的空间。

        所以,对于大多数二维向量来说,它们张成的空间是整个二维平面的向量;但当共线时,它们张成的空间就是终点落在一条直线上的向量的集合。

        我们可以总结,张成的空间实际上就是在问:仅仅通过向量加法与向量数乘这两种基础运算,能获得的所有向量的集合是什么?

向量与点

        由于在线性代数中,向量的起点总是在原点,因此可以直接用终点坐标来表示向量,即用点来表示向量。

线性相关/无关

        在三维坐标系中,先取两个不共线的向量,两者张成以一个平面,然后再取一个向量,如果没有落在这个平面,那么三者的线性组合可以得到整个三维空间的所有向量。

        而当这第3个向量恰好落在前两个向量张成的平面里时,三者张成的空间没有变化,至少有一个向量对张成的空间没有贡献,可以删去而不减小张成的空间,这种情况称它们是线性相关的前面两个向量共线的情况也是如此。

        另一种对于线性相关等效的描述是:其中一个向量能被其他向量的线性组合表示(因为这个向量已经落在它们张成的空间中了)

        而如果每一个向量都不是多余的,都给张成的空间增添了新的维度,那么我们称它们线性无关

        基(basis)是什么在前文已经提到过了,其严格定义是:

向量空间的一组基是张成该空间的一个线性无关的向量集

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/385794.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【心得】调试SPI+DMA的一点心得

由于项目需要,STM32F303跟STM32F405之间要用到DMASPI口来估大量数据传输,实现两边的数据收发。 开始只用到MISO,MOSI,跟CLK三个信号,STM32F303配置成主机,18M的波特率,用DMA发4K的Buffer的数据…

蓝牙BLE学习-安全

1.基本概念 蓝牙标准规定了5种基本的安全服务 身份验证:根据通信设备的蓝牙地址验证其身份。蓝牙不提供本地用户身份验证。保密性:确保只有授权的设备才能访问和查看传输的数据,防止窃听造成的信息泄露。授权(Authorization):在允许设备使用某项服务之前&#xff…

探索Gorm - Golang流行的数据库ORM框架

🏷️个人主页:鼠鼠我捏,要死了捏的主页 🏷️系列专栏:Golang全栈-专栏 🏷️个人学习笔记,若有缺误,欢迎评论区指正 前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站,通俗易懂&…

Codeforces Round 303 (Div. 2)C. Kefa and Park(DFS、实现)

文章目录 题面链接题意题解代码总结 题面 链接 C. Kefa and Park 题意 求叶节点数量,叶节点满足,从根节点到叶节点的路径上最长连续1的长度小于m 题解 这道题目主要是实现,当不满足条件时直接返回。 到达叶节点后统计答案,用…

kali系统概述、nmap扫描应用、john破解密码、抓包概述、以太网帧结构、抓包应用、wireshark应用、nginx安全加固、Linux系统加固

目录 kali nmap扫描 使用john破解密码 抓包 封装与解封装 网络层数据包结构 TCP头部结构​编辑 UDP头部结构 实施抓包 安全加固 nginx安全 防止缓冲区溢出 Linux加固 kali 实际上它就是一个预安装了很多安全工具的Debian Linux [rootmyhost ~]# kali resetkali …

spring boot自动装配原理

spring boot自动装配是通过启动类SpringBootApplication默认扫描本包极其子包,要想扫描外部文件需要在启动类上加相应注解

【Spring MVC篇】Cookie和Session的获取 Header的获取

个人主页:兜里有颗棉花糖 欢迎 点赞👍 收藏✨ 留言✉ 加关注💓本文由 兜里有颗棉花糖 原创 收录于专栏【Spring MVC】 本专栏旨在分享学习Spring MVC的一点学习心得,欢迎大家在评论区交流讨论💌 Cookie是客户端保存用…

Vue--》深入学习Tailwind CSS掌握优雅而高效的前端样式开发

Tailwind CSS是一个非常强大且灵活的CSS框架,适用于开发者希望高度定制化界面样式的项目。今天博主就 Tailwind CSS 做一个简单介绍以及案例讲解,争取读者阅读文章后入门。 仅靠一篇文章博主也不可能将Tailwind CSS所有内容讲解的面面俱到,在…

算法学习——LeetCode力扣二叉树篇5

算法学习——LeetCode力扣二叉树篇5 513. 找树左下角的值 513. 找树左下角的值 - 力扣(LeetCode) 描述 给定一个二叉树的 根节点 root,请找出该二叉树的 最底层 最左边 节点的值。 假设二叉树中至少有一个节点。 示例 示例 1: 输入: r…

CorelDRAW2024国内专业个人免费版下载

CorelDRAW是一款屡获殊荣的图形和图像编辑软件,包含两个绘图应用程序:一个用于矢量图及页面设计,另一个用于图像编辑。自1989年进入中国市场以来,CorelDRAW不断推出新的版本和功能,以满足用户不断变化的需求。 CorelD…

力扣面试题 16.21. 交换和(哈希表)

Problem: 面试题 16.21. 交换和 文章目录 题目描述思路及解法复杂度Code 题目描述 思路及解法 1.分别求取array1与array2数组每一个元素的和(sum1与sum2)并同时将array2的元素存入一个set集合中; 2.如果sum1和sum2的和为奇数,则不…

Redis相关介绍

概念 Redis:非关系型数据库(non-relational),Mysql是关系型数据库(RDBMS) Redis是当今非常流行的基于KV结构的作为Cache使用的NoSQL数据库 为什么使用NoSQL 关系型 数据库无法应对每秒上万次 的读写请求 表中的存储记录 数量有限 无法简单…

【JavaEE】_JavaScript基础语法

目录 1. JavaScript概述 1.1 JavaScript简介 1.2 HTML、CSS、JavaScript的关系 1.3 JavaScrip的组成 2. JavaScript的书写形式 2.1 内嵌式 2.2 行内式 2.3 外部式 3. 输出 3.1 alert 3.2 console.log 4. 变量的使用 4.1 创建变量 4.1.1 使用var 4.1.2 使用let …

幻兽帕鲁Palworld专用服务器CPU内存配置怎么选择?

腾讯云幻兽帕鲁服务器配置怎么选?根据玩家数量选择CPU内存配置,4到8人选择4核16G、10到20人玩家选择8核32G、2到4人选择4核8G、32人选择16核64G配置,腾讯云百科txybk.com来详细说下腾讯云幻兽帕鲁专用服务器CPU内存带宽配置选择方法&#xff…

面试经典150题——无重复字符的最长子串

我生来就是高山而非溪流,我欲于群峰之巅俯视平庸的沟壑 1. 题目描述 2. 题目分析与解析 2.1 思路一——暴力解法 看到这个题目,我们是不是发现和上一篇内容刚刚讲过的长度最小的子数组题目很像?首先自然的暴力解法,就是遍历字符…

Java基于SpringBoot+vue的租房网站,附源码

博主介绍:✌程序员徐师兄、7年大厂程序员经历。全网粉丝12w、csdn博客专家、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域和毕业项目实战✌ 🍅文末获取源码联系🍅 👇🏻 精彩专栏推荐订阅👇…

119.乐理基础-五线谱-五线谱的标记

内容参考于:三分钟音乐社 上一个内容:音值组合法(二) 力度记号:简谱里什么意思,五线谱也完全是什么意思,p越多就越弱,f越多就越强,然后这些渐强、渐弱、sf、fp这些标记…

探索设计模式的魅力:捕捉变化的风-用观察者模式提升用户体验

设计模式专栏:http://t.csdnimg.cn/U54zu 目录 一、引言 核心概念 应用场景 可以解决的问题 二、场景案例 2.1 不用设计模式实现 2.2 存在问题 2.3 使用设计模式实现 2.4 成功克服 三、工作原理 3.1 结构图和说明 3.2 工作原理详解 3.3 实现步骤 四、 优…

算法-----高精度算法1(高精度加法,高精度减法)(详解)

什么是高精度算法? 高精度的意思就是他得名字----高的精度,简单说就是位数很大,而高精度算法就是将这些高精度数(位数很大在几百几千几万位的数叫高精度数)通过计算机的型式模拟出来结果。 为什么要用高精度算法&…

《Java 简易速速上手小册》第5章:Java 开发工具和框架(2024 最新版)

文章目录 5.1 Maven 和 Gradle - 构建你的堡垒5.1.1 基础知识5.1.2 重点案例:使用 Maven 构建一个简单的 Java 应用5.1.3 拓展案例 1:使用 Gradle 构建一个 Spring Boot 应用5.1.4 拓展案例 2:使用 Maven 管理多模块项目 5.2 Spring 框架 - 你…