求解矩阵-向量方程

R 数据科学的线性代数

Eric Eager

Data Scientist at Pro Football Focus

求解矩阵-向量方程

R 数据科学的线性代数

求解矩阵-向量方程

R 数据科学的线性代数

求解矩阵-向量方程

print(A)
     [,1] [,2]
[1,]    1   -2
[2,]    0    4
print(b)
1 -2

用 $\vec{x} = A^{-1}\vec{b}$ 求解 $A\vec{x} = \vec{b}$:

x <- solve(A)%*%b
print(x)
     [,1]
[1,]  0.0
[2,] -0.5
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求解矩阵-向量方程

x <- solve(A)%*%b
print(x)
     [,1]
[1,]  0.0
[2,] -0.5

将解 $\vec{x}$ 代回检验:

A%*%x
    [,1]
[1,]    1
[2,]   -2

这等于给定的 $\vec{b}$:

print(b)
1 -2
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唯一解的附加条件

因此,_齐次方程 $A\vec{x} = \vec{0}$ 的唯一解是平凡解_ $\vec{x} = \vec{0}$。

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唯一解的附加条件

print(A)
     [,1] [,2]
[1,]    1   -2
[2,]    0    4
b <- rep(0, 2)
print(b)
0 0
solve(A)%*%b
     [,1]
[1,]    0
[2,]    0
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矩阵-向量方程唯一解的条件

若 $A$ 为 $n\times n$ 方阵,则下列条件等价,且蕴含 $A\vec{x} = \vec{b}$ 有唯一解:

  • 矩阵 $A$ 可逆(_可逆_)
  • $A$ 的行列式非零
  • $A$ 的行和列构成 $n$ 维向量空间的一个_基_
  • 齐次方程 $A\vec{x} = \vec{0}$ 仅有平凡解($\vec{x} = 0$)
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Passons à la pratique !

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