線性空間:
可以進(jìn)行線性運(yùn)算(加法和乘法)的一個(gè)大容器。
基:
看做線性空間里面的一個(gè)坐標(biāo)系就可以;比如:二維平面空間的基就是二維坐標(biāo)系。
點(diǎn)與向量之間的關(guān)系:
點(diǎn)的坐標(biāo)就是一個(gè)向量,該向量代表的是從原點(diǎn)到該點(diǎn)的方向和大小。
線性變換:就是從一個(gè)線性空間 V 的某一個(gè)點(diǎn)躍遷到另一個(gè)線性空間 V 的另一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。蘊(yùn)含的深層含義是一個(gè)點(diǎn)不僅可以變換到同一個(gè)線性空間中的另一個(gè)點(diǎn),而且可以變換到另一個(gè)線性空間中的另一個(gè)點(diǎn)去。
注意:我們只探討最常用、最有用的一種變換,就是在同一個(gè)線性空間之內(nèi)的線性變換。也就是說(shuō),下面所說(shuō)的矩陣,不作說(shuō)明的話,就是方陣,而且是非奇異方陣。
矩陣和線性變換之間的關(guān)系:
矩陣本身描述了一個(gè)坐標(biāo)系,矩陣與矩陣的乘法描述了一個(gè)運(yùn)動(dòng)。換句話說(shuō):如果矩陣僅僅自己出現(xiàn),那么他描述了一個(gè)坐標(biāo)系,如果他和另一個(gè)矩陣或向量同時(shí)出現(xiàn),而且做乘法運(yùn)算,那么它表示運(yùn)動(dòng)(線性變換)。
用數(shù)學(xué)的表達(dá)式,我們寫成:
的意思是說(shuō)矩陣 M 描述了向量 d1到d2的變換(運(yùn)動(dòng))。而矩陣對(duì)一個(gè)向量的作用無(wú)非是把它伸縮或者旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)圖片3,做一些小注釋:
1、通過(guò)線性變換,矩陣A1左乘向量d1后,d1變成了d2,顯然矩陣把向量d1相對(duì)于原來(lái)的坐標(biāo)系進(jìn)行了伸縮和旋轉(zhuǎn)得到了新的向量d2,注意d2的坐標(biāo)值也是相對(duì)于原來(lái)坐標(biāo)系的。
2、矩陣A1的本質(zhì)是以列向量為基的新坐標(biāo)系,A1是非奇異矩陣,列向量是線性無(wú)關(guān)的。但是只能保證列向量不共線,不能保證列向量之間兩兩垂直,即未必是正交的。
3、原來(lái)的向量d1的每一個(gè)值只是相應(yīng)的新坐標(biāo)每一個(gè)維上的權(quán)重,但是不知道是不是單位長(zhǎng)度的。而且A1的列向量只是描述了方向,并沒有描述長(zhǎng)度。結(jié)論就是,新的向量d2在新的坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值不是d1,是未知的。
參考:神奇的矩陣。黎文科