线性变换的定义
如果我们将线性变换看作是一种对于向量的线性变换关系,这种关系是广义的,可以涉及很多方面。但是,在线性代数层面而不是抽象代数层面,我们当然希望这种变换
是符合线性的,也就是说,我们希望一种变换$\boldsymbol{L}$对于向量$ \vec v_1 \vec v_2 $满足以下关系:
这样,我们就说这种变化是一种线性变换。
简化一下:
在数学上可以证明,对于一个n维向量$a$ 和m维向量 $b$来说,存在一个矩阵 $\boldsymbol{A}$使得$\boldsymbol{A}a= b$成立,这也被称为线性变化的矩阵化表述。
现在拓展到向量之外,如果一种函数或者任何抽象的代数形式,对于$f\left(x_1\right)\rightarrow f\left(x_2\right) $ 也满足上述
条件,那么,我们也说它是一种线性变换。
特征值(听说还叫本征值)的相关知识
特征值作为矩阵很重要的一个特征量,在整个矩阵学习过程中占据着很重要的位置。首先,在做题过程中,特征值的定义应该首先被考虑$ Ax = \lambda x $ ,$\lambda $ 是矩阵的特征值,$ x $是矩阵的每个特征向量。然后我们需要对于这个式子做恰当变形,如果涉及 $ A^T $ , $ A^{-1} $ 等情况 ,应该优先考虑在等式两端左乘或者右乘来达到变量代换。上述等式应当作为证明题和计算题的核心。
与此同时,特征值也存在着一些二级公式,如 $ P\left(\lambda\right) $ 应当对应于 $ P\left(A\right) $ 的特征值。这在某些题目中可能存在一些应用。
其次,特征值是否是半单的也决定着矩阵是否可对角化,矩阵对角化即为将矩阵通过适当的分解使得矩阵能够实现$ \boldsymbol{A} = SVS^{-1} $,其中V是
$$ \begin{equation}
\begin{bmatrix}
a_{11} & & & \\
& a_{22} & & \\
& & a_{33}&\\
& & &a_{44}
\end{bmatrix}
\end{equation}
$$ , $S$是经过 Gran-Summit 正交化的由各个特征向量组成的矩阵。