線性代數(shù)到底在講什么?
不理解的知識,當(dāng)然不會用!
本課程是專欄《20堂課極速理解線性代數(shù)》的精華凝煉圖文版,10堂課幫助您真正從直觀角度理解、消化、吸收線性代數(shù)的核心概念與核心算法。
上節(jié)課我們講了相似對角化,進(jìn)一步地,再特殊一點(diǎn),如果A矩陣是一個(gè)對稱陣呢?
或者說,如果對稱陣進(jìn)行相似對角化分解呢:
這時(shí)我們把對稱陣進(jìn)行相似對角化分解得到的特征向量矩陣Z,稱為
正交陣。
假若,一個(gè)正交基的基向量的模長都是單位長度1,則稱這正交基為標(biāo)準(zhǔn)正交基或'規(guī)范正交基'(Orthonormal basis)。
其實(shí),一個(gè)正交矩陣就是一組規(guī)范正交基。
看看正交陣長什么樣子吧:
Z矩陣中的向量,無論是列向量還是行向量,單位長度都是1,而且兩兩正交。
正交陣與自己的轉(zhuǎn)置相乘,得到單位陣I。
來證一下:
從上面過程中,我們再一次重溫了——
矩陣本身可以看成是向量的向量。
向量 x 的長度,用它的模 |x| 表示。如果這個(gè)向量進(jìn)行了 Z 矩陣代表的變換,變成了 Zx,可以保證,長度沒有發(fā)生變化,即:
那么,長度沒變,什么變了呢,相對于原坐標(biāo)系的角度變了唄。
兩個(gè)向量 x 與 y 的夾角,用它們的內(nèi)積來表示,即 (x,y),如果分別進(jìn)行了 Z 矩陣代表的變換,夾角也不變,即:
也就是說,如果一個(gè)物體上畫兩條線,可以想象,進(jìn)過了Z變換,兩條線的長度和夾角都沒有變化,只是相對于原坐標(biāo)系發(fā)生了變化,這說明什么?