九、矩阵与向量的积

1. 矩阵与向量的积的两种理解方式

假设:

九、矩阵与向量的积

那么矩阵与向量的积为:

九、矩阵与向量的积

因此,矩阵与向量的积,既可以看作A的行向量与列向量的点积,又可以看作A的列向量的加权和(或线性组合)

2. 矩阵的零空间

假设集合N为:

九、矩阵与向量的积

矩阵与向量的积为0向量,那么N称为矩阵A的零空间,N也是一个子空间。

3. 求矩阵的零空间

假设矩阵A为:

九、矩阵与向量的积

根据矩阵A的零空间的定义:

九、矩阵与向量的积

九、矩阵与向量的积

将矩阵与向量的积转换成相应的线性方程组:

九、矩阵与向量的积

根据上一篇文章中的阶梯型矩阵实际用途,求解线性方程组:

九、矩阵与向量的积

因此,N(A)为上面两个向量的线性组合:

九、矩阵与向量的积

4. 零空间与线性无关之间的关系

如果矩阵A的列向量是线性无关的,那么矩阵A的零空间只有一个解,就是0向量

5. 矩阵的列空间

矩阵的列空间是一种新的在矩阵中定义的空间,顾名思义,矩阵所有列向量张成的空间,即为列空间。矩阵其实就是一种列向量集合的书写方式。假设:

九、矩阵与向量的积

矩阵A的列空间为:

九、矩阵与向量的积