麻省理工學院 - MIT - 線性代數(shù)(我愿稱之為線性代數(shù)教程天花板)

方程組的幾何解釋
分離系數(shù)、變量和結果(分別寫作矩陣的形式),就可以將線性方程轉化為:
Ax=b
從而可以得到在平面直角坐標系上滿足方程的直線:

對于第一個線性方程2x-y0=來說,x=0時y=0,且x=1時y=2,此時得到一條直線:

這條直線就是第一個方程2x-y=0的解,這是顯而易見的初中知識,同理,第二條直線也可以在平面直角坐標系中作出:

發(fā)現(xiàn)兩條直線交于(1,2),這個點同時滿足兩個線性方程.
然而,列圖像(column picture)才是重點:

這個方程的目的,是尋找兩個向量正確的linear combination:

linear combination of columns.

這就把線性方程和向量的知識結合起來了.
x,y兩個變量,實際上就是兩個向量的伸長或收縮倍數(shù)!
啊,多么美啊。新世界交響曲!

下面是三元的情況.
現(xiàn)有三個線性方程組:

row picture是一種方法,column picture是另一種更重要的方法.
矩陣形式,使問題簡化.

三個未知數(shù),能夠?qū)懗鲆粋€3x3矩陣,這就是三個方程的簡化形式. 顯然有列3=列1+列2.
對于剛才的兩個方程組成的二元方程組來說,所有解的圖像構成一個平面;在三元方程組中,任意二元也都有一個解平面.

(上面的黑板)
下面又是column picture的環(huán)節(jié)column picture的環(huán)節(jié):

(下面的黑板)
每個向量均為三維向量.
這就是大家在高中熟悉的立體建系.

消元法elimination
Can I solve Ax=b for every b?
= Do the linear combinations of the columns fill 3 dimensional space?
這個問題引出了矩陣的秩的本質(zhì),確定維度.
在Ax=b中,A乘以x,矩陣乘以向量.
在上述例子中,答案是yes.但這有又出了另外一個問題:
When would I not be able to produce some b off here?
Singular case(奇異情況)這種情況下,矩陣不可逆,答案是No.
關于矩陣可逆的說明(彈幕):
矩陣可逆,即說明該矩陣可以通過一系列基礎變換得到單位矩陣,同時單位矩陣可以通過一系列基礎變換得到任意矩陣.