矩阵知识点备忘录--看孟岩有感

孟岩《理解矩阵系列》,链接如下:
理解矩阵1
理解矩阵2
理解矩阵3

容纳运动是空间的本质特征,运动则是通过矩阵来表示的。
不同的空间有不同的运动(变换),仿射空间有仿射变换,线性空间有线性变换,这些变换都是在其空间下允许的运动形式罢了。
例如,从线性空间中的一个点运动到任意的另外一个点,都可以通过一个线性变化来完成。在线性空间中选定基之后,向量刻画对象,矩阵刻画对象的运动,用矩阵与向量的乘法施加运动。

运动是连续的,光从A点到B点,再快也需要一些时间走遍AB之间所有的点。所以在线性空间中从A点到B点是瞬间的,称为跃迁更合适。跃迁听起来又太拗口,偏物理的词汇令人心烦,故我们又称A点到B点为变换。矩阵是用来表示变换的,这么说就更加严谨了。

什么是线性变换?
线性变换的定义是很简单的,设有一种变换T,使得对于线性空间V中间任何两个不相同的对象x和y,以及任意实数a和b,有:T(ax + by) = aT(x) + bT(y),那么就称T为线性变换。

非奇异矩阵只对方阵有意义,就是可逆矩阵。
奇异矩阵就是不可逆矩阵,即不是满秩矩阵,行列式为零。

相似矩阵
对于同一个线性变换可以有不同的线性变换的描述,也就是在不同基下的变换矩阵。那么对于描述同一个线性变换的不同描述有什么特点呢?
若矩阵A与B是同一个线性变换的两个不同的描述(之所以会不同,是因为选定了不同的基,也就是选定了不同的坐标系),则一定能找到一个非奇异矩阵P(可逆方阵),使得A、B之间满足这样的关系:A = P-1BP,这就是相似矩阵的定义。按照这个定义,同一头猪的不同角度的照片也可以成为相似照片。
原来一族相似矩阵都是同一个线性变换的描述啊!
矩阵的相似变换可以把一个比较丑的矩阵变成一个比较美的矩阵,而保证这两个矩阵都是描述了同一个线性变换。

对象的变换等价于坐标系的变换。

Ma = b即Ma = Ib的意思就是说:在M坐标系里量出来的向量a,跟在I坐标系里量出来的向量b,其实根本就是一个向量啊!(I为单位矩阵)

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