lecture 3 note:Linear Algebra Primer

參考:

cs131:lecture 3

內(nèi)容摘要:


1 Vectors and Matrices Recap

1.1 向量

范數(shù)的基本性質(zhì):

幾種常見(jiàn)的范數(shù)定義

l1范數(shù)、無(wú)窮范數(shù)、p范數(shù)



投影(Projection)

投影是兩個(gè)向量的內(nèi)積(inner product,dot product)。若B是單位向量,則 A . B表示A在B方向的長(zhǎng)度



1.2 矩陣

一些特殊的矩陣

對(duì)稱陣,反對(duì)稱陣

跡(Trace)

表示矩陣的對(duì)角元素的和

轉(zhuǎn)移矩陣(Transformation matrix)

給定原向量 p,順時(shí)針旋轉(zhuǎn) theta角,那么怎么計(jì)算新向量 p'

旋轉(zhuǎn)矩陣有一些比較好的性質(zhì)

齊次坐標(biāo)系

通常來(lái)說(shuō)利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠完成向量的縮小、增大、旋轉(zhuǎn)等,但是不能加常數(shù)(也就是平移)

,這一點(diǎn)可以利用齊次坐標(biāo)系完成


通過(guò)上面的齊次坐標(biāo)系的方法,可以很方便的用轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)表示平移、旋轉(zhuǎn)、放縮等操作


平移


放縮

同時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)移矩陣連乘的方式能夠同時(shí)表示放縮,平移,旋轉(zhuǎn)等操作。



需要注意的是矩陣乘法!也就是說(shuō)對(duì)于一個(gè)向量,先放縮再平移與先平移再放縮不一樣!


2.秩Rank

線性相關(guān):假如有 n個(gè)向量 V1,v2,....,vn,其中存在一個(gè)向量能夠被其余向量線性表示,則這個(gè)向量與其余向量線性相關(guān)

線性獨(dú)立:當(dāng)任意向量都不能被其他向量表示時(shí),叫這些向量線性獨(dú)立

在轉(zhuǎn)移矩陣中,轉(zhuǎn)移矩陣的秩能夠知道轉(zhuǎn)移后輸出的維度

假如轉(zhuǎn)移矩陣的秩為1,則會(huì)將所有點(diǎn)映射到同一條線上

滿秩矩陣是指 m X m 矩陣的秩為 m,其余情況會(huì)使得矩陣非奇異

3.特征向量與特征值(Eigenvector and Eigenvalue)

若有向量 x,以及轉(zhuǎn)移矩陣A,假如這個(gè)轉(zhuǎn)移矩陣不會(huì)使得這個(gè)向量改變方向,只是縮放了這個(gè)矩陣的大小,則這個(gè)向量x叫做矩陣A的特征向量,縮放的尺度叫做特征值

求取特征值和特征向量

一些性質(zhì):

Det(A)=特征值的連乘,也就是全部特征值非0這個(gè)矩陣才可逆


4.對(duì)角化(Diagonalization)

若矩陣A(N X N)的特征值各不相同,則A可以對(duì)角化


5.矩陣微分

梯度(gradient)

hessian 矩陣






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