线性代数知识点【不定期更新】

  • 基转换矩阵实质是对恒等映射的一种表示,记录了不同基底系间的映射和转换关系。

  • 作者:叼民翻图谶
    链接:迹的几何意义是什么?
    来源:知乎

           在数学和物理问题当中,很重要的一点就是要考虑内蕴 (intrinsic) 的量,因此在操作中就要求与坐标选取无关 (coordinate free)。一个基本事实是(线性空间到自身的)线性变换是内蕴量,然而表示线性变换的矩阵并不是内蕴量,因为它与基坐标选取有关,而且我们知道如果一个线性变换用矩阵 A A A 来表示,基坐标变换用 g g g 表示,那么新的坐标基下变换就共轭)变换变为 g − 1 A g g^{-1}Ag g1Ag 。因此如果一定要用矩阵这样的非内蕴量来表达,那么就一定要考虑相似不变量
           数学家更喜欢用内蕴的黑话来讨论问题,比如他们喜欢讲线性空间 W W W ,它的对偶空间 W ∗ W^* W ,以及它们的张量积 W ⨂ p ⨂ ( W ∗ ) ⨂ q W^{\bigotimes p}\bigotimes(W^*)^{\bigotimes q} Wp(W)q ,而不喜欢讲 ” W W W 的一组基“和”指标运算“这样的话。
     
    补充:What does ⨂ \bigotimes and X ∗ X^* X mean? - Mathematics Stack Exchange

  • 矩阵的三种解读:

    1. 表示一个向量空间到另一个向量空间的线性映射,且V中和W中采用不同的基底,此时线性映射不是算子
    2. 表示同一个向量空间中不同基底间的转换,映射前后采用的基底不同,此时线性映射为算子
    3. 表示同一个向量空间中一个向量被变换到另一个向量,映射前后采用的基底相同,此时线性映射为算子
  • 对矩阵左乘和矩阵右乘的看法:上面一条”对矩阵的三种解读“默认基于矩阵左乘,而基于矩阵右乘也是另一种思路。

    { x 1 ⃗ = r 11 q 1 ⃗ x 2 ⃗ = r 12 q 1 ⃗ + r 22 q 2 ⃗ x 2 ⃗ = r 13 q 1 ⃗ + r 23 q 2 ⃗ + r 33 q 3 ⃗ \left\{ \begin{aligned} \vec{x_1} & = \quad r_{11}\vec{q_1} \\ \\ \vec{x_2} & = \quad r_{12}\vec{q_1}+r_{22}\vec{q_2} \\ \\ \vec{x_2} & = \quad r_{13}\vec{q_1}+r_{23}\vec{q_2}+r_{33}\vec{q_3} \\ \end{aligned} \right. x1 x2 x2 =r11q1 =r12q1 +r22q2 =r13q1 +r23q2 +r33q3
    那么两种不同的基底可以用下面方法来表示,第二个等号建立了同一向量在不同基底下的等价关系:
    A = [ x 1 ⃗ , x 2 ⃗ , x 3 ⃗ ] = [ q 1 ⃗ , q 2 ⃗ . q 3 ⃗ ] [ r 11 r 12 r 13 0 r 22 r 23 0 0 r 33 ] A=[\vec{x_1},\vec{x_2},\vec{x_3}]=[\vec{q_1},\vec{q_2}.\vec{q_3}] \begin{bmatrix}r_{11} & r_{12} & r_{13} \\ 0 & r_{22} & r_{23} \\ 0 & 0 & r_{33} \end{bmatrix} A=[x1 ,x2 ,x3 ]=[q1 ,q2 .q3 ]r1100r12r220r13r23r33

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