lecture 3 note:Linear Algebra Primer

参考:

cs131:lecture 3

内容摘要:


1 Vectors and Matrices Recap

1.1 向量

范数的基本性质:

几种常见的范数定义

l1范数、无穷范数、p范数



投影(Projection)

投影是两个向量的内积(inner product,dot product)。若B是单位向量,则 A . B表示A在B方向的长度



1.2 矩阵

一些特殊的矩阵

对称阵,反对称阵

迹(Trace)

表示矩阵的对角元素的和

转移矩阵(Transformation matrix)

给定原向量 p,顺时针旋转 theta角,那么怎么计算新向量 p'

旋转矩阵有一些比较好的性质

齐次坐标系

通常来说利用转移矩阵能够完成向量的缩小、增大、旋转等,但是不能加常数(也就是平移)

,这一点可以利用齐次坐标系完成


通过上面的齐次坐标系的方法,可以很方便的用转移矩阵来表示平移、旋转、放缩等操作


平移


放缩

同时通过转移矩阵连乘的方式能够同时表示放缩,平移,旋转等操作。



需要注意的是矩阵乘法!也就是说对于一个向量,先放缩再平移与先平移再放缩不一样!


2.秩Rank

线性相关:假如有 n个向量 V1,v2,....,vn,其中存在一个向量能够被其余向量线性表示,则这个向量与其余向量线性相关

线性独立:当任意向量都不能被其他向量表示时,叫这些向量线性独立

在转移矩阵中,转移矩阵的秩能够知道转移后输出的维度

假如转移矩阵的秩为1,则会将所有点映射到同一条线上

满秩矩阵是指 m X m 矩阵的秩为 m,其余情况会使得矩阵非奇异

3.特征向量与特征值(Eigenvector and Eigenvalue)

若有向量 x,以及转移矩阵A,假如这个转移矩阵不会使得这个向量改变方向,只是缩放了这个矩阵的大小,则这个向量x叫做矩阵A的特征向量,缩放的尺度叫做特征值

求取特征值和特征向量

一些性质:

Det(A)=特征值的连乘,也就是全部特征值非0这个矩阵才可逆


4.对角化(Diagonalization)

若矩阵A(N X N)的特征值各不相同,则A可以对角化


5.矩阵微分

梯度(gradient)

hessian 矩阵






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