【保研面试】线性代数面试复习

知识点目录

      • 1.矩阵的秩
        • 线性组合和线性表出
        • 线性相关和无关
        • 极大线性无关组
        • 矩阵的秩:
      • 2.特征值
        • 特征值及物理意义
        • 物理意义见下图
        • 向量空间
      • 3. 矩阵
        • 相似矩阵
        • 合同矩阵
        • 正定矩阵
        • 正交矩阵:
        • 单位矩阵:
        • 对称矩阵:
        • 求矩阵的逆:
      • 3.余子式:
        • 余子式:
        • 代数余子式:
        • 伴随矩阵
      • 4.了解部分:
        • 矩阵的迹
        • 奇异矩阵
        • 范德蒙行列式
        • 克莱姆法则:

1.矩阵的秩

线性组合和线性表出

【保研面试】线性代数面试复习_第1张图片

线性相关和无关

有向量组A,a1,a2…an , 如果存在不是全为0的k1,k2…kn,满足

a1 * k1 + a2 * k2… an * kn = 0

则向量组A称为线性相关(可以跟向量组A共面联系,即可以通过几个向量,表示出另外几个向量,故称为线性相关)

极大线性无关组

设有向量组A a1,a2…an(本身为线性相关) :若选出r个向量,满足以下条件
(1)向量组 r : 线性无关;
(2) 向量组A中任意r+1个向量都线性相关,
(理解为最大的线性无关组的个数,在相关的组里求最大的无关向量个数)

矩阵的秩:

  • 极大线性无关组的向量个数
  • 行秩和列秩总是相等的。
  • 列向量组的秩就是列秩
  • 表示为rank(A),r(A)

2.特征值

特征值及物理意义

在这里插入图片描述

物理意义见下图

图中v为定义中的x ,即满足如下公式
【保研面试】线性代数面试复习_第2张图片

向量空间

  • 经常提到二维空间R2,三维空间R3,n维空间Rn,这些就是向量空间。
  • 向量空间对空间内向量的线性组合(相加,数乘)封闭
  • 以R2空间为例,如果有两个指向不同方向的非零向量a和b,那么R2空间的所有向量都可以用a和b的线性组合得出;a和b的所有线性组合都在R2空间内。

3. 矩阵

相似矩阵

【保研面试】线性代数面试复习_第3张图片

  • 简单地讲就是一个矩阵可以经过初等行列变换后变成另一个矩阵,这两个矩阵是相似的

合同矩阵

【保研面试】线性代数面试复习_第4张图片
矩阵的转置定义如下:
【保研面试】线性代数面试复习_第5张图片

正定矩阵

二次型:
n个变量的二次多项式称为二次型,即在一个多项式中,未知数的个数为任意多个,但每一项的次数都为2的多项式.
正定矩阵
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
(即多一个行列相等的条件)

  • 特征值全大于0的矩阵就是正定矩阵

正交矩阵:

在这里插入图片描述

单位矩阵:

主对角线上元素均为1,其余为0

对称矩阵:

以主对角线为对称轴,各元素对应相等的矩阵

求矩阵的逆:

  • 求A的逆矩阵,把A和单位矩阵II放在一个矩阵里
  • 对A进行加减消元使A化成单位矩阵
  • 此时原来单位矩阵转化成逆矩阵

在这里插入图片描述

3.余子式:

余子式:

n阶行列式中,划去元aij所在的第i行与第j列的元,剩下的元不改变原来的顺序所构成的n-1阶行列式称为元aij的余子式。
作用:能把n阶的行列式化简为n-1阶

代数余子式:

在这里插入图片描述
例子
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伴随矩阵

通过各个元素的代数余子式组成的矩阵称为伴随矩阵。
【保研面试】线性代数面试复习_第7张图片

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后面的基础知识稍难,可以了解一下,感觉不大会问。

4.了解部分:

矩阵的迹

一个n×n矩阵A的主对角线上各个元素的总和被称为矩阵A的迹,一般记作tr(A)。

奇异矩阵

在这里插入图片描述
行列式为零的矩阵称为奇异矩阵

范德蒙行列式

【保研面试】线性代数面试复习_第8张图片
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克莱姆法则:

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