线性代数的几何意义笔记

发布时间 2023-04-27 00:30:36作者: 无形深空

⚡ 线性映射 发生在同一个坐标系->线性变换

数域F上线性空间V中的变换T若满足条件:

T(a+b)=Ta+Tb(a,b∈V)

T(ka)=kTa(k∈F,a∈V)

向量

?️ 是什么

不依赖坐标系的既有大小又有方向的量 射出去的箭

?️ 几何意义

与点的关系 表示两点的距离 全部移动到原点...

向量加法 平行四边形

向量减法 ...

向量点乘 判断同向反向

向量叉乘 力螺旋 有向面积

与微积分的关系 微元就是向量

矩阵

?️ 是什么

一个数表

是线性函数系数, 是"比例函数的推广"

  • 非奇异矩阵 行列式!=0

?️ 几何意义

  • 把一个向量转换为另一个向量 类比比例函数的k 这里的

  • 矩阵加法 多个向量相加

  • 矩阵乘单位向量 把单位向量缩放旋转

  • 矩阵乘向量-> 矩阵乘单位向量相加 三个向量张成的三维空间

  • 矩阵乘矩阵 把矩阵分块 ->移动多个向量

  • 线性变换 镜像 切变 旋转

  • 矩阵的秩(行秩 = 列秩 = 秩)

    • 如果一个3阶矩阵对于球面的变换

      • r = 3 椭球

      • r = 2 椭圆

      • r = 1 线段

  • 特征值和特征向量

    • Aα = λα λ就是特征值

    • 一个矩阵对某个向量只伸缩, 不旋转; ? 特征值只不过是反应在这个方向伸缩的倍数而已

    • 用特征多项式求|A - λE| = 0

  • 可逆->分解为初等矩阵相乘

  • 切变

    • 单位矩阵, 其他地方加一个k

?️ 对称 实对称矩阵

对称矩阵B点的特征向量刚好是在其图形的主轴上

实对称矩阵, 不同特征空间的任意两个特征向量是正交的

?️ 矩阵相似

  • 定义: 可逆方阵P A = PBP(-1)

  • A到B的过程叫做矩阵的相似变换(猪的不同角度的照片)

    • 也就是说相似矩阵A和B是同一个线性变换再两个不同基下的表示矩阵!!!
    • 基可以理解为坐标系

?️ 相似对角化

把个矩阵相似变换到另一个比较简洁的矩阵上去研究这个线性变换

一个矩阵变换一个向量

如果这个矩阵是一个对角矩阵就好了

Ad->^d

?️ 矩阵行列式

超平行多面体的 有向面积/体积

伸缩因子

?️ 矩阵等价相似合同

?️ 逆矩阵

撤销原变换

?️ 转置矩阵

定义: 行变列

?️ 伴随矩阵

定义: A* A = |A|E

逆矩阵和伴随矩阵只差个常数

?️ 正交矩阵

正交: 内积 = 0