以前学的时候都是囫囵吞枣,能搞过就得了。现在有了点时间可以静下来看看。。
还是分成点来看吧。
1 小车运行
一个车匀速在一维坐标前行,速度是2米每秒,起始点是0。如何描述
设 𝑥(𝑡) 表示车辆在时间 𝑡t 时的位置。根据匀速运动的定义,车辆的速度是恒定的,为 2 米每秒。因此,车辆的位置随时间的变化可以用以下线性方程表示:
𝑥(𝑡)=2𝑡
其中,𝑥(𝑡) 表示车辆在时间 𝑡t 时的位置(单位:米),𝑡 表示时间(单位:秒),2𝑡 表示车辆在时间 𝑡t 时已经行驶的距离。
上面是我们常用的理解,在线性代数中,这个应该怎么写呢?
我们可以将位置 𝑥(𝑡)视为一个列向量,时间 𝑡 视为一个标量,速度 𝑣 视为一个常数。
假设时间从 𝑡0 到 𝑡𝑓,我们可以将时间区间分成 𝑁 个离散时间步长。每个时间步长的长度为 Δ𝑡=𝑡𝑓−𝑡0𝑁。
我们可以使用以下线性方程来描述车辆的位置随时间的变化:
𝑥(𝑡𝑖+1)=𝑥(𝑡𝑖)+𝑣Δ𝑡
其中 𝑥(𝑡𝑖)表示车辆在时间 𝑡𝑖ti 的位置,𝑥(𝑡𝑖+1) 表示车辆在时间 𝑡𝑖+1 的位置,𝑣 表示车辆的速度。
将其转换成矩阵形式:
其中,第一个矩阵是转移矩阵 𝐴,它将 𝑥(𝑡𝑖)映射到 𝑥(𝑡𝑖+1);第二个矩阵是状态向量,包含了初始位置 𝑥(𝑡0) 和车辆的速度 𝑣。