前面我分享了自己在方程组、矩阵、向量、线性空间方面的心得,这一次我们来分享一下矩阵方程的心得,以及我在几何视角下对矩阵方程的理解。
矩阵方程想必很多人不陌生,Ax=b,求解x,但是大家有没有想过为什么这样可以解方程呢?我们先看一下矩阵方程里面Ax的定义(P34)
其中图片里面最后一行就是Ax有定义的条件:A的列数等于x的行数。
如果我们把A矩阵视为一个向量组或者向量集合:a1,a2,….,an,然后用x1,…,xn表示不同向量的系数,然后通过这样一个线性组合(如图中定义所示),表示一个与A中向量同维度的向量b,那么是不是可以得到一个矩阵方程Ax=b?
这也就是我们平时所做的题目里面矩阵方程的来源,本质上可以看成一种多元一次方程,而且解方程的目的,是为了求出一组参数x1,…,xn,以他们为A里面各个向量的系数,可以得到向量b,举一个例子,平面(二维空间)上有两个向量a1=(1,2),a2=(2,1),我们想知道向量b=(7,8)是怎么被这两个向量所表示,那么我们可以设a1的权为x1,a2的权为x2,那么在x轴方向上有:x1+2x2=7,在y轴方向上有:2x1+x2=8,那么这就可以组成一个线性方程组,而且是我们很熟悉的二元一次方程组,或者我们可以这么表示:x1a1+x2a2=b,或者Ax=b(其中A=[a1 a2]),然后我们可以很轻松的解出,x1=3,x2=2,也就是说,这个矩阵方程的结果表示,向量b可以表示成3个a1向量和2个a2向量的叠加。
这样的话,大家是不是理解了许多?矩阵方程就是这样一个方程:A中向量以x中元素为权线性组合成向量b;解方程是这样一个过程:求出有哪些数字,可以作为A中向量的权,然后线性组合成向量b,然后这些数字组成向量x。线性方程组的解集就是向量x的集合。同时,我们的线性方程组也可以这么理解:在这一个维度上,各个数字所遵守的约束关系,不同的约束关系,组合成一个方程组。
2.24更新
以下截图来源于麻省理工学院线性代数公开课





当我看到,我们老师,行列式起手,MIT的课程上来是向量与线性组合,而且是几何视角下的,我就明白,为什么相当一部分大学生,在课堂上学不到东西了,并不是说人家是麻省理工,我国大多数是普通学校,讲课比不过就很正常,而是说,为什么那些老师,不能去借鉴这个课程,并且选用更好的教材呢
