线性代数学习总结-概览

前言
因为最近在复习数学上的一些东西,其中线性代数就是其中一门课了。可能是因为工作后人浮躁的原因,或者一些其他什么的,寥寥翻阅过不少课程。但个人感觉上有几点很不足的地方:

  • 容易忘记
  • 纠结在公式中而没有建立系统的数学知识体系

其实上面两点差不多是一致的。没有输出,当然容易忘记,没有建立系统的数学知识体系,无法有效的推导、分析公式,更别提什么空间概念了。也不明白这些数学知识的使用场景,就我个人而言,缺乏使用场景的知识,学起来是很痛苦的。
因此重拾了一些数学上的东西,希望打碎重建自己的数学知识体系。课程学习到差不多一半了,在这里总结下。这篇文章计划会不定期的修改、增添新的内容和新的理解。
以前总想不明白,为什么数学上的东西需要想象力,最近总算慢慢明白了。有些东西以我目前粗浅的数学知识来看待,可能有不正确的地方,希望各位多多包涵,也欢迎拍砖。
附:我是使用MIT的《introduction of linear algebra》这本书

什么是线性代数

线性代数是关于向量空间向量映射的一个数学分支。围绕这两个概念,包括了对线、面和子空间的研究,同时也涉及到所有的向量空间的一般性质。

线性代数源自二维三维直角坐标系的研究。在二维和三维下,很多东西可以用向量表示。衍生出来具体的向量的一系列运算可以称为线性组合。很多结论进而拓展到高维空间依旧适用。依此又衍生出了向量空间、线性映射、矩阵等理论。

图谱

因为才学了一半,因此知识点不是很全,后面会陆续更新。因为我觉得不了解知识的来龙去脉以及之间的关联关系,就想一个个孤立的点,容易产生遗忘,也难以形成体系。
没有称手的软件,就手绘了。


手绘1

简单的解释一下吧。
其实由图标来看的话,各点之间的关联以及衍生关系还是比较明显的。首先从起源开始,最初线性代数的出现就是向量的问题(包括表示以及线性组合、长度、点乘等),而后将向量以及系数分开,成了矩阵问题(包括如何求解?运算规则?性质等,这里主要是涉及矩阵的计算),再考虑的深一点的话,矩阵运算等价于各向量的线性组合,其运算结果(向量)的性质——引出向量空间的概念。比如说行空间、列空间,NULL空间等等,而这些东西又会跟矩阵可逆等性质有所关联,并满足一些通用的性质,形成独自的子空间。向量空间这里主要研究子空间之间的关系、性质等(包括Independence, basis, rank, dimension都是在这里引申出来)。根据子空间以及矩阵的性质,再得出了正交的概念,在应用上有很大的作用,比如在无解的情况下求最优解等等(线性拟合)。而这些概念都是线性空间以及矩阵性质之后,更深入的研究得出的结论。进而是行列式,可以简单的理解为对原矩阵的倍率变化。
讲的有点乱,其中也可能有错误的地方,留着慢慢勘误。不过经过上面阶段的学习,基本上逐步建立了线性代数的初步体系。公式什么的,基本可以自己去推导,并能够想象高维的一些具象了。而不是类似以前的纯粹背公式做推导。


目前进度(1/2) 后面逐步更新ing...

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