為什么我們要理解幾何意義
看完這個系列的視頻的目標。-形成正確的幾何直觀
1 向量
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 01:41
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三種角度看向量
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 02:29
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數(shù)學(xué)角度思考
向量加法與數(shù)乘
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 05:32
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加法-把向量看成往某個方向邁出一段距離
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 07:13
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乘法-向量的伸縮
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 08:23
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數(shù)學(xué)家為何如此定義?
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01 - 向量究竟是什么? P2 - 08:47
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向量的意義在于在數(shù)值形式與箭頭形式的轉(zhuǎn)化之中。
2
向量:-基-張成空間-線性相關(guān)
基
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 00:43
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第三種看待向量的角度-兩個標量“縮放向量并相加”壓縮拉伸,可以構(gòu)成二維內(nèi)任何的向量。
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 02:01
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不同的基向量可以構(gòu)成不同的坐標系-線性變換-(涉及到特征值,矩陣p等第四章第五章概念)
基的線性組合
(理解了,一堆向量的線性無關(guān)組合構(gòu)成了n維坐標系的基)
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 03:24
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如何理解線性—如果二維坐標系里一個固定,另一個能夠畫出直線(好牛逼的思想)
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 03:50
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(只有線性無關(guān)才能張成新的空間,也就是秩)
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 04:31
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張成空間的另一個角度解讀:僅通過加法與數(shù)乘兩種基礎(chǔ)運算,能夠獲得的所有可能向量的集合
or,張成空間就是向量所有可能的線性組合
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 05:02
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想象一個向量時,用箭頭,多個時,用點想象向量
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 07:41
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舉一反三,三維中討論。
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 08:00
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幾何想象
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02 - 線性組合、張成的空間與基 P3 - 08:49
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線性相關(guān)的理解
e3 矩陣與線性變換
讓線性代數(shù)的其他內(nèi)容一目了然
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03 - 矩陣與線性變換 P4 - 01:12
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“變換”而不是函數(shù),暗示強調(diào)是一種運動
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03 - 矩陣與線性變換 P4 - 02:50
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線性的含義(pa=b,好熟悉)
一種直觀化:網(wǎng)格線平行且等距
只要記住兩個基的變換,就能夠推斷出其他向量變化后的位置,而不必觀察變換本身。
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03 - 矩陣與線性變換 P4 - 05:59
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矩陣的意義:一個二維變換的規(guī)律可以由一個矩陣來表示(所以說前面是豎著的,后面橫著的,因為豎著是坐標?。ǖ怯嬎愕臅r候自己有自己規(guī)律)
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03 - 矩陣與線性變換 P4 - 07:57
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矩陣的列看作基向量,向量乘法看作是線性組合
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03 - 矩陣與線性變換 P4 - 10:10
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總結(jié):矩陣向量乘法就是計算線性變換作用于給定向量的一種途徑。
一個矩陣就是一種特定的空間線性變換。
4
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04 - 矩陣乘法與線性變換復(fù)合 P5 - 02:30
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復(fù)合變換:所以矩陣乘法就是兩個相繼的變換,是作用的合成。懂了。
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04 - 矩陣乘法與線性變換復(fù)合 P5 - 04:27
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與復(fù)合函數(shù)類似。
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04 - 矩陣乘法與線性變換復(fù)合 P5 - 05:17
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純計算
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04 - 矩陣乘法與線性變換復(fù)合 P5 - 06:47
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簡單的推導(dǎo)過程,但是給我建立了更好的概念型框架。
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04 - 矩陣乘法與線性變換復(fù)合 P5 - 08:38
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通過概念去自然而然的理解矩陣的結(jié)合律成立,交換律不成立的原因。良好的解釋大于象征性證明。
e5 推廣到三維
e6 行列式(期待)
幾何意義:是區(qū)域在經(jīng)過線性變換之后相對于單位面積,拉伸擠壓的比例,即面積大小。
行列式為0的幾何意義:矩陣是線性相關(guān)的,張成的空間被壓縮降維。(線性相關(guān)與行列式的關(guān)系明白了)
行列式為負數(shù):矩陣使得坐標系被翻轉(zhuǎn)了。
計算推導(dǎo)
e7逆矩陣,列空間,零空間,秩
線性方程組是矩陣的一個應(yīng)用
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06 - 逆矩陣、列空間與零空間 P8 - 02:59
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找到這個x使得在經(jīng)過變換a之后與v重合-用幾何的直觀想象過程來解釋求解這一堆負責(zé)的方程組。
關(guān)鍵在于這個變換矩陣A,會壓縮嗎
如果行列式不為0,存在唯一解;就會有逆-逆矩陣的意義在于實現(xiàn)一個什么也不做的變換。(后續(xù)可以把一些向量先帶到其他坐標系計算再帶回來)于是就可以用逆矩陣解得x。
如果為0,空間被壓縮為0體積,不存在逆變換了,“不能把一條線解壓縮為一個平面”。于是只有0解?解仍然可能存在,比如壓縮成的線條空間剛好與v重合。
列空間:
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06 - 逆矩陣、列空間與零空間 P8 - 08:14
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秩;零向量必須在列空間中
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06 - 逆矩陣、列空間與零空間 P8 - 08:57
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列空間:矩陣的列張成的空間。eg:后面的基向量是三維,列空間線性相關(guān),三維卻只能張成二維空間,那么秩為2。
滿秩的概念
0空間:列空間包含0空間??滿秩變換后,唯一能落在原點的就是0向量自己;
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06 - 逆矩陣、列空間與零空間 P8 - 09:57
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非滿秩的時候,有一堆向量會在變換后成為0向量。這些向量的集合就是0空間,也就是齊次方程Ax=0的解集。
09 基變換
j矩陣向量乘法的第二種解釋:轉(zhuǎn)變坐標系。
左邊是新系的基向量在本系的表達(可以看作一個線性變換),后面是新系的變化。通過乘法,得到本系的所求向量的表達方式,也就是消除誤解,變換為新系真正提到的向量。
形象理解:把它看作我們對于她的向量的誤解,也就是她實際上想說的東西在我們眼里到底是什么。
如何轉(zhuǎn)化一個矩陣?或者說如何通過最方正好算的坐標系,來得到那些歪七雜八的坐標系里旋轉(zhuǎn)后的向量?
p-1*a*p=b,效果:一種數(shù)學(xué)上的轉(zhuǎn)移作用。
p-換到我的系;a-轉(zhuǎn)移動作;p-1-變回她的系。因為正交坐標系是運算最方便的,都得找你當(dāng)中介。(我好牛逼!這是第五章內(nèi)容捏)
a:我們的語言描述的變換;b:他們的語言描述的變換(說不定會更方便,比如相似對角化
10 特征向量與特征值
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 01:11
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回顧之前的知識板塊
特征向量:經(jīng)過變換拉扯之后仍然在自己張成的空間內(nèi)?。ㄎ一貞浧饋砹?/p>
特征值:仍然在自己空間里的向量會被拉長或者縮短幾倍。
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 04:10
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這兩個概念有啥用:特征向量可以成為三維物體的旋轉(zhuǎn)軸(此時特征值應(yīng)該為1)!考慮一個三維旋轉(zhuǎn)按照某個軸旋轉(zhuǎn)成一定的角度,比考慮相應(yīng)的矩陣直觀!
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 04:54
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 05:33
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j計算特征值
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 07:21
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把問題演化成求這個齊次方程的非0解,并且這個矩陣還得是降維的,不滿秩的
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 13:49
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如果基向量是特征向量-對角化????!
如果我們的特征向量多到能夠張成全空間,那么我們就能夠改變坐標系,讓這些特征向量成為基向量。
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10 - 特征向量與特征值 P14 - 16:11
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能夠簡化的運算:如果要計算一個轉(zhuǎn)移情況的100次冪,就先換到特征基上,然后計算100次對角矩陣,再轉(zhuǎn)化回來。(前提是特征向量能夠張成全空間!
11 抽象向量空間
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11 - 抽象向量空間 P15 - 01:42
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11 - 抽象向量空間 P15 - 04:45
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線性的嚴格性質(zhì):可加性,成比例。
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11 - 抽象向量空間 P15 - 05:50
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線性的意義
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11 - 抽象向量空間 P15 - 09:08
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基函數(shù)(讓我想到了控制的空間
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11 - 抽象向量空間 P15 - 11:23
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線性變換與函數(shù)求導(dǎo)的聯(lián)系。
那些公理,就像是發(fā)送文件時的協(xié)議,只有遵守了這些協(xié)議才能夠溝通,運用相同的規(guī)則。
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11 - 抽象向量空間 P15 - 14:49
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為什么定義要如此抽象,以及我們完全可以用一些直觀的東西幫助我們?nèi)コ醪嚼斫??!者m的代價是抽象。
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11 - 抽象向量空間 P15 - 15:49
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學(xué)習(xí)的過程真的只能來源于解決問題。
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