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100天搞定机器学习|Day26-29 线性代数本质

形式( ? 为任意) 并且这种表示方法是唯一 向量空间 空间可以通过基向量个数来定义 = 基向量个数 = 坐标的分量 线性无关 当且仅当 ? 时 ?...列值,称为 ? ? 元素;当矩阵行数和列相同时,称为方阵。 矩阵就是映射,或者说是向量运动描述。 将 ? 向量 ? 乘以 ? 矩阵 ? ,能得到 ?...值域:某个空间中所有向量经过变换矩阵后形成向量集合,通常用R(A)来表示。 定理 对于 ? 矩阵 ? ,有 ? 其中 ? 表示X维度。 列空间 矩阵 ?...奇异值分解 特征值分解是一个提取矩阵特征很不错方法,但是它只是对方阵而言,在现实世界,我们看到大部分矩阵都不是方阵,比如说有N个学生,每个学生有M科成绩,这样形成一个N * M矩阵就不可能是方阵...一般,一个数组元素分布在若干坐标的规则网络,我们称之为张量。 一阶张量可以用向量表示,二阶张量可以用矩阵表示。

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机器学习数学基础--线性代数

形式( ? 为任意) 并且这种表示方法是唯一 向量空间 空间可以通过基向量个数来定义 = 基向量个数 = 坐标的分量 线性无关 当且仅当 ? 时 ?...列值,称为 ? ? 元素;当矩阵行数和列相同时,称为方阵。 矩阵就是映射,或者说是向量运动描述。 将 ? 向量 ? 乘以 ? 矩阵 ? ,能得到 ?...值域:某个空间中所有向量经过变换矩阵后形成向量集合,通常用R(A)来表示。 定理 对于 ? 矩阵 ? ,有 ? 其中 ? 表示X维度。 列空间 矩阵 ?...奇异值分解 特征值分解是一个提取矩阵特征很不错方法,但是它只是对方阵而言,在现实世界,我们看到大部分矩阵都不是方阵,比如说有N个学生,每个学生有M科成绩,这样形成一个N * M矩阵就不可能是方阵...一般,一个数组元素分布在若干坐标的规则网络,我们称之为张量。 一阶张量可以用向量表示,二阶张量可以用矩阵表示。

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矩阵与行列式 向量、矩阵与行列式是线性代数研究基本对象,注意这里矩阵为数学概念,与R语言中矩阵不能等同,但是数学矩阵可以利用R矩阵来存储,例如在R可以用函数matrix()来创建一个矩阵...: 当然,也可以使用其他任何来源数据创建与储存矩阵,这里主要讨论数学矩阵与行列式运算及其在R实现。...upper.tri()则与之相反,取矩阵上三角部分,具体如下所示: ⑤与有关 在R很容易得到一个矩阵(指矩阵行数和列),函数dim()将返回一个矩阵,此外nrow()和ncol(...)分别返回行数和列,row()和col()则返回矩阵每个元素行数与列坐标,如下所示: ⑶行列式运算 由n阶方阵A元素构成行列式,称为方阵A行列式,记作|A|或者detA,在R函数det...向量中元素个数为多个向量可以组成向量组。

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线性代数 - 1 - 基础知识

无穷范数 image.png 为向量绝对值最大元素值。..._{2 k_{2} } \cdots a_ { n k _ { n} } 表示是n个n向量构成n平行多面体体积,该体积有正负,若存在线性相关向量,行列式为0 行列式A某行(或列)用同一k...乘,其结果等于kA 行列式A等于其转置行列式AT(AT第i行为A第i列) 行列式A两行(或列)互换,其结果等于-A 把行列式A某行(或列)各元同乘一后加到另一行(或列)各对应元上,结果仍然是...矩阵运算 给定两个矩阵\mathbf{A}=\left(a_{i, j}\right) \in \mathbb{R}^{m \times n}, \mathbf{B}=\left(b_{i, j}\right...向量( m向量)对向量 ( n向量) 偏导数(雅可比矩阵,行优先)如果为列优先,则为矩阵转置。

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「Workshop」第十七期 奇异值分解

://www.cnblogs.com/bigmonkey/p/10180997.html A为n阶矩阵,若λ和n非0列向量 x 满足 Ax=λx,那么λ称为A特征值,x称为A对应于特征值λ特征向量...对角化分解 给定一个大小为 ? 矩阵 ? (是方阵),其对角化分解可以写成 ? [公式] 其中, ? 每一列都是特征向量, ? 对角线上元素是从大到小排列特征值,若将 ? 记作 ? ,则 ?...下图可以很形象看出上面SVD定义: ? 1.那么我们如何求出SVD分解后U,Σ,V这三个矩阵呢? 如果我们将A转置和A做矩阵乘法,那么会得到n×n一个方阵ATA。...k数据 1.1 从目的上来说: SVD是一种矩阵分解方法,相当于因式分解,他目的纯粹就是将一个矩阵拆分成多个矩阵相乘形式。...PCA从名字上就很直观,找到矩阵主成分,也就意味这从一出生这就是个降方法。 1.2 从方法上来说: PCA在过程要计算协方差矩阵,当样本数和特征很多时候,这个计算量是相当大

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透析矩阵,由浅入深娓娓道来—高-线性代数-矩阵

余子式:代数余子式是这样定义,对于一个方阵M,给定行、列元素代数余子式等于对应余子式有符号行列式 我们把上面的这句定义给提炼一下,某个矩阵代数余子式是行列式,那么我们已经注意到了,某个矩阵余子式是一个矩阵...其实,我们是可以利用余子式和代数余子式直接计算任意n方阵行列式,首先,我们找到矩阵任意一行i(i不大于最大行数),然后,列j依次增加.具体计算公式如下所示....在上面的公式矩阵行列式我们知道如何求解,那么adj M是什么鬼?...现在,向量[1,1,0]就被表示成p,q和r线性变换了.向量p,q和r被称为基向量.这里向量是笛卡尔坐标系.但是事实上,一个坐标系能用任意3个基向量表示.当然了,这三个向量不在同一个平面.向量p...,q和r创建一个3x3矩阵M.如下所示.

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线性代数与解析几何——Part3 线性空间 & 线性变换

V 一组基向量个数称为 V ,记作 dimV 。...我们有定理: 定理5.4.3 n 为数组空间 F^n 下列结论成立: 设 V \subset F^n 为 r 子空间,则 V 任意 r+1 个向量线性相关; 设 V 为 r 子空间,...,我们同样可以给出子空间等定义如下: 定义5.6.2 设 V 是域 F 上线性空间,给定 V 一组向量 S = \{ \bold{\alpha}_1, \bold{\alpha}_2, .....如果 V 任何向量都能表示成 S 线性组合,则称 S 是 V 一组基。若 S 是有限,则称 V 为有限线性空间, S 元素个数称为线性空间 V ,记为 dimV 。...定理5.6.7 设 V 是域 F 上 n 线性空间,则有: V 任意 n+1 个向量线性相关; V 任意 n 个线性无关向量为一组基; 设 \bold{\alpha}_1, ...,

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MADlib——基于SQL数据挖掘解决方案(4)——数据类型之矩阵

MADlib向量是一数组,可看作是矩阵一种特殊形式。MADlib矩阵运算模块(matrix_ops)实现SQL矩阵操作。...换言之,我们取A每个行向量与u转置点积。注意,在下面的例子,u行数必然与A相等。 ? 类似地,我们可以定义矩阵被行向量左乘。...这等价于用-1乘该向量某些元素,而保持其它元素不变。 投影矩阵(projection matrix)把向量置于较低子空间。最简单例子是修改单位矩阵,将对角线上一个或多个1改为0。...如果R(A)=r,则A至少有一个 r 阶子式 ? ,所有 r+1 阶子式为0,且更高阶子式均为0,r 是A中非零子式最高阶。 矩阵转置,秩不变。 0<=R(A)<=min(m,n)。...如果A是nXn方阵,并且|A|≠0,则R(A)=n;反之,如果R(A)=n,则|A|≠0。 矩阵秩是行空间和列空间最小维度,此维度向量组是线性无关

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机器学习线性代数篇观点向量矩阵行列式矩阵初等变换向量组线性方程组特征值和特征向量几个特殊矩阵QR 分解(正交三角分解)奇异值分解向量导数

单位向量向量模、模为一向量为单位向量 内积又叫数量积、点积:为一个 ?...image.png 行阶梯形矩阵 最简矩阵 标准行 前者来求变量之间关系,后者计算矩阵秩 定理(1)表明 ,即A 经一系列初等行变换 变为B,则 有可逆矩阵P,使 如何求P?...image.png 向量向量组:有限个相同向量或列向量组合成一个集合就 叫做向量组 ? image.png 向量线性表示 ?...: n 元线性方程组 Ax = b (i) 无解充要条件是 R(A) < R(A,b) ; (ii) 有唯一解充要条件是 R(A) = R(A,b) = n ; (iii) 有无穷多解充要条件是...image.png 特征值和特征向量 A为n阶矩阵,若λ和n非0列向量x满足Ax=λx,那么λ称为A 特征值,x称为A对应于特征值λ特征向量 特征值性质 (1)n阶方阵A

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市值250亿特征向量——谷歌背后线性代数

这样,当用户进行搜索时,更重要网页信息就会排在前面。 本文着重分析第三步。在一个互连网络如何定义并且合理量化网页重要性呢?...我们核心思想是:给定任意一个网页,它得分应该和其他网页与其链接链接紧密相关(更准确地说是正相关)。这些链接被称为该给定网页后向链接。...网页排序不唯一 到目前为止,在我们所做一切假定和定义下,如果所得到特征空间为1(即,该特征空间个数为1),那么我们就可以通过归一化找到一个唯一特征向量作为重要性得分向量,这是我们期待最好情况...更一般地,对于一个无向网W来说,假设它是由r个不连通子网组成,分别记为W1,…,Wr,那么就有dim(V1(A))>=r, 因此就导致有无穷多个特征向量可以成为重要性得分向量。...改进链接矩阵A 对于包含n个网页网络,我们定义S是n阶方阵,每个元素都是1/n. 很容易证明S矩阵是列随机矩阵,并且V1(S)是一。我们定义矩阵M为 ? 其中0<=m<=1.

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Matlab矩阵基本操作(定义,运算)

2、利用MATLAB函数创建矩阵 基本矩阵函数如下: (1) ones()函数:产生全为1矩阵,ones(n):产生n*n全1矩阵,ones(m,n):产生m*n全1矩阵; (2) zeros...运算规则是:若A和B矩阵相同,则可以执行矩阵加减运算,A和B矩阵相应元素相加减。如果A与B不相同,则MATLAB将给出错误信息,提示用户两个矩阵不匹配。...在MATLAB,求方阵A所对应行列式函数是det(A)。 7、矩阵秩与迹 (1) 矩阵秩 矩阵线性无关行数与列称为矩阵秩。在MATLAB,求矩阵秩函数是rank(A)。...(2) 直接创建稀疏矩阵 S=sparse(i,j,s,m,n),其中i 和j 分别是矩阵非零元素行和列指标向量,s 是非零元素值向量,m,n 分别是矩阵行数和列。...(4) 稀疏带状矩阵创建 S=spdiags(B,d,m,n) 其中m 和n 分别是矩阵行数和列;d是长度为p整数向量,它指定矩阵S对角线位置;B是全元素矩阵,用来给定S对角线位置上元素,行数为

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正定,半正定矩阵

正定 给定一个大小为n \times n 方阵A ,若对于任意长度为n非零向量x ,有x^TAx>0A是一个正定矩阵。 此时,若A为对称方阵,则称A为对称正定矩阵。...半正定 给定一个大小为n \times n 方阵A ,若对于任意长度为n非零向量x ,有x^TAx \ge 0 恒成立,则矩阵A是一个半正定矩阵。...C,使A=C′C; 存在秩为nm×n实矩阵B,使A=B′B; 存在主对角线元素全为正实三角矩阵R,使A=RR 。...协方差矩阵半正定 在概率统计,多维变量协方差矩阵是对称矩阵,事实上同时它也是半正定矩阵: 推导 考虑一个由n个m向量刻画分布,即共n条数据,每条数据由一个m向量表示: image.png...,因此对角线外元素为0,表示Y向量相互之间不相关。

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从几何看线性代数(2):矩阵

我们先从最简单与行数相等矩阵——方阵开始理解。 现在有一个 矩阵 ,按照我们上一章说法,它是一个向量。...从 到 ,虽然同样是张成二空间,但是它们各自对空间描述方式不同,对此我想给出一种理解方阵思路: 方阵每一列都代表了单位矩阵对应列向量在单位矩阵张成空间中重新指向位置。...不妨先找回我们在上一章思路: 就是一个由三个向量组成向量组,这个向量组张成了一个二空间,但这毕竟是基于向量思路;我们在方阵理解引入了对单位矩阵各单位向量进行变换思路,所以对于这样一个非方阵...可以进一步推广:任意一个行数小于列矩阵,都可以理解为表示一个降空间变化。 那如果是对于一个 矩阵,如 ,我们该如何理解呢?...因为存在 (名义减去实际减少即为真实),则 设 为 矩阵, 为 矩阵,则 为 矩阵, 矩阵将向量向量转为 个 向量

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万字长文带你复习线性代数!

从列角度来看矩阵和向量相乘:从列角度看,矩阵A和向量x相乘,相当于对矩阵A向量做了一次线性组合。 ? 因此,无论从行角度还是列角度,矩阵A要与向量x相同。...举几个二空间中例子吧,如果S只有零向量,那么其张成空间也只有零向量。 ? 如果S包含一个非零向量,那么其张成空间是一条直线: ? ?...4、线性方程组有多少个解 在上一节,我们知道了如果b可以表示成A向量线性组合或者b在A向量所张成空间中,那么线性方程组有解,否则无解。但是,有解情况下是唯一解还是多个解呢?...6、矩阵乘法 6.1 矩阵乘法含义 给定两个矩阵A和B,其相乘结果元素(i,j)是矩阵A第i行和矩阵B第j列内积,因此,矩阵A一定要个矩阵B行数相等。 ?...1)假设子空间V中有两组基A和B,个数分别是k和p; 2)因为A是子空间中基,所以B所有向量都可以表示成A向量线性组合,即有AC=B,C为p,行数是k; 3)假设存在一个p向量x使得Cx

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数据结构基础(一)数组,矩阵

数组两个基本运算: 给定一组下标,存取相应数据元素。 给定一组下标,更改相应元素值。 在程序设计语言中,把数组看做是具有共同名字相同类型多个变量集合。 2....数组元素存储 数组适合采用顺序存储结构,对于数组一旦确定了其和各长度,便可分配存储空间。...3.矩阵 在数学,矩阵(Matrix)是一个按照长方阵列排列复数或实数集合 [1] ,最早来自于方程组系数及常数所构成方阵。这一概念由19世纪英国数学家凯利首先提出。...在数据结构,主要讨论如何在节省存储空间前提下,正确高效运算矩阵。...对称矩阵特点是:在一个n阶方阵,有aij=aji(1≤i,j≤n)。可以对这类矩阵进行压缩存储,从而节省存储空间,并使矩阵各种运算能有效进行。

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学习笔记DL005:线性相关、生成子空间,范数,特殊类型矩阵、向量

逆矩阵A⁽-1⁾存在,Ax=b 每个向量b恰好存在一个解。方程组,向量b某些值,可能不存在解,或者存在无限多个解。x、y是方程组解,z=αx+(1-α),α取任意实数。...否则,A列空间小于m。 列向量冗余为线性相关(linear dependence)。一组向量任意一个向量都不能表示成其他向量线性组合,线性无关(linearly independent)。...某个向量是一组向量某些向量线性组合,这个向量加入这组向量不会增加这组向量生成子空间。一个矩阵列空间涵盖整个ℝ⁽m⁾,矩阵必须包含一组m个线性无关向量。...不存在一个m向量集合有多于m个彼此线性不相关列向量,一个有多于m个列向量矩阵有可能有不止一个大小为m线性无关向量集。 矩阵可逆,要保证Ax=b 对每个b值至多有一个解。...diag(v)表示对角元素由向量v中元素给定一个对角方阵。对角矩阵乘法计算高效。计算乘法diag(v)x,x每个元素xi放大vi倍。diag(v)x=v⊙x。计算对角方阵逆矩阵很高效。

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每个数据科学家都应该知道20个NumPy操作

我们只需要确定矩阵,就可以进行矩阵创建。 5. 单位矩阵 单位矩阵是一个对角线为1,其他位置为0方阵(nxn)。可以用Np.eye 或 np.identity来创建。 ? 6....操作数组 让我们首先创建一个二数组: ? 8. 扁平化 Ravel函数使数组扁平化(即转换为一数组)。 ? 默认情况下,数组是通过逐行添加来扁平化。...A形状是(3,4)大小是12。 ? 可以指定每个维度上大小,只要保证与原大小相同即可 ? 我们不需要指定每个维度大小。我们可以让NumPy通过-1来求。 ? 10....NumPy作为使用最广泛科学计算库,提供了大量线性代数运算。 16. Det 返回一个矩阵行列式。 ? 矩阵必须是方阵(即行数等于列)才能计算行列式。...Eig 计算一个方阵特征值和右特征向量。 ? 19. 点积 计算两个向量点积,这是关于它们位置元素乘积和。第一个向量第一个元素乘以第二个向量第一个元素,以此类推。 ? 20.

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温故知新--R基础知识(下)

一、 数组 数组可以看作是带有多个下标类型相同元素集合。 维度向量(dimension vector)是一个正整数向量。如果它长度为k,那么该数组就是k-。...1.数组索引 数组元素可以通过给定数组名及其后方括号中用逗号隔开下标访问。可以根据索引数组去给数组不规则元素集合赋值或者将数组特定元素返回到一个向量。...R包括许多只对矩阵操作操作符和函数。例如上面提到t(X)就是矩阵转置函数。函数nrow(A)和ncol(A)将会分别返回矩阵A行数和列。 1.矩阵相乘 操作符%*% 用于矩阵相乘。...在R里面,用命令 solve(A,b) 矩阵逆可以用下面的命令计算 solve(A) 三、小结 R语言中数组可以看作是带有多个下标类型相同元素集合。...维度向量(dimensionvector)是一个正整数向量。如果它长度为k,那么该数组就是k-向量只有在定义了dim属性后才能作为数组在R中使用。

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