机器学习(线性代数)笔记

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机器学习(线性代数)笔记

2023-09-21 19:26| 来源: 网络整理| 查看: 265

机器学习中的“向量”是指的只有一列的“矩阵”,这个矩阵有多少行就称其为有多少维度

一、行列式性质:

    1.某行加上或减去另一行的几倍,行列式的值不变

     2.某行乘K,等于K乘此行列式,例如:

     3.互换两行,行列式变号

     4.两行(列)成比例时,行列式的值为0

     5.某行(列)为两项相加减时,行列式可拆成两个行列式相加减。例如:

     6.求行列式的余子式与代数余子式(在余子式的基础上乘以一个-1的行+列次方):

 

二、矩阵

矩阵的加(减)法:两个矩阵必须维度相同(行数列数相同)才可以加减,对应的元素相加减

矩阵的乘(除)法:

    1、标量与矩阵的乘(除)法:标量与矩阵中的每个元素进行相乘(除)【符合乘法交换律,结果一样;符合乘法结合律】

    2、矩阵与矩阵的乘(矩阵与矩阵没有除法):前行乘后列,前面矩阵的列数要和后一个矩阵的行数相同,最终得到一个前行数X后列数维的矩阵【不符合乘法交换律;符合乘法结合律】例如:

   3、矩阵与矩阵的点乘:就是矩阵各个对应元素相乘, 这个时候要求两个矩阵必须同样大小,例如:

a =       1     0      -1     3 b =       3     1      2     1

c = a . b

c =  3     0

     -2    3

 

也可以:

零矩阵:所有元素全为0,例如:

              任何矩阵乘以0矩阵都为0矩阵,0矩阵乘以任何矩阵也为0矩阵

 

单位矩阵:主对角线上全为1,其余位置全为0的矩阵,例如:

                     任何矩阵乘以单位矩阵都为其本身,单位矩阵乘以任何矩阵也为其本身,例如:

                     单位矩阵与标量乘法里面的“1”相同,不同维度矩阵的单位矩阵维度也不同,单位矩阵的维度可以通过与之相乘矩阵的行或者列来确定,例如:

注意!:1.矩阵的乘法是有顺序的,不能随便更改乘法顺序,例如:

              2.矩阵没有除法,例如:

              3.次方不能乘进去,例如:

  总结如下:

 

 

逆矩阵:相当于实数中的“倒数”概念,任何矩阵乘以它的逆矩阵都等于单位矩阵,例如:

矩阵A有可逆矩阵的条件:

                  1、矩阵A为方阵(行数与列数相同)

                  2、(2.1   ->   |A|(矩阵A的行列式)不等于0 )或者 (2.2   ->   存在一个方阵,满足AB=E或BA=E)

矩阵只有同时满足条件1和条件2才可逆,只有方阵才有逆矩阵,不存在逆矩阵的矩阵称之为奇异矩阵或者退化矩阵

 

矩阵的转置:原矩阵的行变为列,原矩阵的列变为行,形成原矩阵的转置,例如:

转置矩阵的定义为:Aij = Aji,下面有一些关于矩阵转置的运算法则:

 

 

 

矩阵的初等变换:

(1) 交换矩阵的两行(对调i,j,两行记为ri,rj);

(2) 以一个非零数k乘矩阵的某一行所有元素(第i行乘以k记为ri×k);

(3) 把矩阵的某一行所有元素乘以一个数k后加到另一行对应的元素(第j行乘以k加到第i行记为ri+krj)。

若矩阵A经过有限次的初等行变换变为矩阵B,则矩阵A与矩阵B行等价;若矩阵A经过有限次的初等列变换变为矩阵B,则矩阵A与矩阵B列等价;若矩阵A经过有限次的初等变换变为矩阵B,则矩阵A与矩阵B等价。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



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