什么是线性代数
线性代数是一种连续形式的数学,被广泛应用于理工类学科中;因为它可以帮助我们对自然现象建模,然后进行高效的计算。但是,由于线性代数是一种连续而非离散的数学,因此,很多计算机科学家都不太了解它。
另外,线性代数还在几乎所有的数学学科中都拥有着核心地位:例如几何学和泛函分析。
线性代数是谁发明的
线性代数,不是一个人发明的,是一群数学家,当初是为了统一解决线性方程组,而建立的一套理论,诞生了矩阵这一里程碑式的重要概念,后来发展越来越抽象,发展出矩阵基础上的复杂的代数结构,以及发现了很多重要运算性质和技巧,解决了一大类实际工程技术运算问题。
线性代数计算公式
定义
A = (aij)mxn 、B = (bij)mxn;是两个同型矩阵(行数和列数分别相等),则矩阵A、B和定义为:
只有同型矩阵才能进行加法计算
运算定律
交换律:A + B = B + A
结合律:(A + B)+ C = A + (B + C)
A + O = A = O + A (O为零矩阵)
A + (-A) = O (矩阵减法的定义)
设:
则:
2、矩阵的数乘
定义
数k与矩阵A乘法定义为:
记作:kA = (kaij)mxn;
矩阵的加法和数乘运算,称为矩阵的线性运算。
运算定律
结合律:(kl)A = k(lA)
分配律:k(A+B) = kA + kB;(k + l)A = kA + lA;
1A = A;0A = O
3、乘法运算
定义
设A = (aij)mxs、B=(bij)sxn AB的乘发定义为
注意:只有当A矩阵的列数等于B矩阵的行数,矩阵乘积AB才有意义;且乘积C矩阵的行数等于A矩阵的行数、C矩阵的列数等于B矩阵的列数。
如:A是(2x3)矩阵,B是(3x4)矩阵,则AB为(2x4)矩阵,BA无意义。
运算定律
矩阵乘法不满足交换律:一般AB不等于BA,如果AB = BA,即记作A、B可交换
AB = 0 未必 A = O或者 B = O
不满足消除律,即AB = AC 未必B = C
矩阵乘法满足下面运算律:
结合律:(AB)C = A(BC)
左分配律:A(B+C) = AB+AC
右分配律:(B+C)A = BA+CA
k(AB) = (kA)B = A(kB)
设A为mxs矩阵,则 ImA = A ,AIs = A(I为单位矩阵)
AO=O OA=O
AkAl = Ak+l (Ak)l = Akl (kl皆为非负整数)
矩阵乘法中,单位矩阵与零矩阵,有类似于数字乘法1,0的作用。
4、矩阵的转置
定义
mxn的矩阵A,行列交换后得到nxm的矩阵,称为A的转置矩阵,记作A'。
运算定律
(A')' = A
(A+B)' = A' + B'
(kA') = kA'
(AB)' = B'A'
若A' = A则称A为对称矩阵;显然A为方阵。对称矩阵主对角线对称位置的元素分别相等。
若A' = -A 则称A为反对称矩阵,反对称矩阵必为方阵。且对角线上的元素全为0。