行列的本质是解决什么问题?现实的本质是什么?
行列的本质是解决什么问题?现实的本质是什么?
行列式是线性代数的重要概念之一。不幸的是,对于相当多的国内教科书和初学者来说,除了一系列看似复杂的公式和一系列相关定理外,一切似乎都不知道该说什么。
Wong!行列式具有极其清晰和简洁的数学意义,特别是具有清晰的几何意义。
首先,我们必须认识到线性代数与(高维)几何的极大相关性,甚至线性代数就是线性几何。nothing more,nothing less。
行列式、矩阵逆转、矩阵秩序(rank),这三个重要的概念非常相关,几乎是一回事。
n阶矩阵代表n维欧几里得空间中的n点或向量。它们在n维空间中“开放”形成子空间。行列式是“子空间”(平行2n面体)的“超体积”。
这个练习本身就可以作为一个练习,不算太难,用数学归纳法很好的证明。
显然,如果矩阵的n个向量不是完全线性和独立的,也就是说,一个向量可以与其他向量线性组合,那么从几何学的角度来看,开放的子空间是一个“扁平的”
因此,方阵是否线性相关,完全等同于其行列是否=0。从那时起,线性相关矩阵必须不“逆转”,矩阵本身显然代表了线性组合或线性变换,逆转是反向变换。使用行列=0的线性相关矩阵进行变化,输入必须扁平化,就像*0,0没有倒数一样,所以行列=0的矩阵没有逆转。
同样,秩(rank)指矩阵中线性无关的最大向量。当秩=n是“满秩”时,行列式≠0.矩阵是逆的。秩的几何意义是n个向量打开的非零子空间维度的最大体积。
在线性代数中,计算行列、计算逆转和计算秩序的方法有很多,但我推荐了一种统一的方法,可以看出这三种方法几乎是一致的数学概念。
方法是“对角化”,通过行变换和列变换(代表线性组合)逐渐将矩阵变成只有对角线≠0.其他位置都=0阵。什么时候不能继续下去(此时右下剩余阵全0),就会得到秩序。如果是完全的,那就是完整的秩序。
在这个过程中,如果对角线没有归一化,对角线的乘积就是行列值。(求秩和行列不需要完全对角,只需要三角)。
如果对角线在这个过程中被归一化(全=1),那么你的整个过程就相当于求逆,同一个过程应用于单位I阵,这就是原始矩阵的逆转。
请记住,线性代数是几何,线性几何是矩阵。您不仅可以使用几何来帮助理解线性代数,还可以使用矩阵的强大功能来杀死各种几何问题。