[補充]向量空間

  • 概念


空間本身沒有內(nèi)涵網(wǎng)格,每個人都會繪畫出不同的網(wǎng)格,網(wǎng)格只是一個人為的框架,是有助于理解坐標(biāo)可視化的工具,但是原點總會重合

問題:不同基下如何對同一個向量進(jìn)行線性表示?


  • 粗糙解釋一下問題

描述空間同一個向量時,使用不同的基向量,描述的方式不同

直角坐標(biāo)下
基的新坐標(biāo)系下

當(dāng)然,描述方式相同時,所刻畫出的向量也不同~

于是,新的基坐標(biāo),我們可用直角坐標(biāo)下的語言來刻畫,為的是能讓其在直角坐標(biāo)系下可以表示出來。

但是,這種描述方法僅僅適用于直角坐標(biāo)系下描述該向量,換成新的基坐標(biāo),描述方法又要改成新的基坐標(biāo)下的語言。


  • 坐標(biāo)變換

我們用直角坐標(biāo)下的語言描述新的基向量b1:[2,1]T,b2:[-1,1]T,然后按照新的基向量的線性變換[-1,2]T去描述該向量

這個矩陣的列代表的是直角坐標(biāo)下描述的向量空間中的基向量,而向量代表一個特定的線性變換,線性變換的一個重要特性在于,變換后的向量仍是相同的線性組合,不過使用的是新的基向量。矩陣與向量的乘積,就是將線性變換作用于我們用直角坐標(biāo)描述的基坐標(biāo)向量,分別拉伸縮短,這就將新的基坐標(biāo)下所描述的向量,用直角坐標(biāo)系刻畫出來了。

因此其意義是用直角坐標(biāo)下的語言去描述向量空間中的向量。

而用另一個觀點來看這個問題,矩陣本身是一種特殊的線性變換

然后將變換作用與在直角坐標(biāo)下理解的[-1,2]T

1.從幾何上說,直角坐標(biāo)的網(wǎng)格→基坐標(biāo)下的網(wǎng)格
2.從數(shù)值上說,是將基坐標(biāo)下([-1,2]T)的描述→直角坐標(biāo)下([-4,1]T)的描述


  • 已知直角坐標(biāo)下的[3,2],求基坐標(biāo)下的描述?

取“逆”,一個矩陣的逆,將所選的變換逆向進(jìn)行,于是上述變換逆向進(jìn)行

1.從幾何上說,基坐標(biāo)下的網(wǎng)格→直角坐標(biāo)的網(wǎng)格
2.從數(shù)值上說,是將直角坐標(biāo)系下([3,2]T)的描述→基坐標(biāo)([5/3,1/3]T)的描述

以上是如何在坐標(biāo)系之間對單個向量的描述進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化


  • 基變換

把基看成一個線性變換,作用于一個矩陣,經(jīng)過拉伸縮短所形成的新的矩陣恰好是新的所需要的基,也就解釋了為什么箭頭方向是這樣perfect~


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