1. 矩阵基本运算法则
- 大写字母是矩阵,小写字母是向量
- 矩阵乘法
(AB)C=A(BC)A(B+C)=AB+AC(A+B)C=AB+BC - 可交换矩阵
AB=BA - 矩阵转置
(AT)T=A(A+B)T=AT+BT(AB)T=BTAT - 向量内积(常用于最小二乘法)
- x∈Rn×1,则有:
xTx=||x||2=∑i=1nx2i - 几何意义:向量x长度的平方
- x∈Rn×1,则有:
- 方阵A∈Rn×n
- 对称矩阵:AT=A,A=A+AT2
- 反对称矩阵:AT=−A
- 矩阵的逆
1) r(A)=n⟺A是非奇异的(non−singular)
2) r(A)<n⟺A是奇异的(singular)
3) AA−1=A−1A=I
4) (A−1)T=(AT)−1
5) (AB)−1=B−1A−1
6) 若A为正交矩阵,则A−1=AT
- 对称矩阵:
2. 线性和二次型
- 线性和二次型:Linear forms and Quadratic forms
- 符号:a∈Rn×1,A∈Rn×n,B∈Rn×m,x∈Rn×1,y∈Rm×1
- x的线性表示:
aTx - x的二次型:
xTAx
- 若A是对称矩阵,则有:xTAx=xT(A+AT2)x
- 对称矩阵A的正定的判别方式:
1)∀x≠0,若xTAx>0,则A是正定矩阵(positive definite)
2)∀x,若xTAx≥0,则A是半正定矩阵(positive semidefinite)
3)∀x≠0,若xTAx<0,则A是负定矩阵(negative definite)
4)∀x,若xTAx≤0,则A是半负定矩阵(positive semidefinite)
5)若一些x使xTAx>0,另一些x使xTAx<0,则A是不定的(indefinite)
- 若A是对称矩阵,则有:
- x和y的双线性表示:
xTBy
对x和y都分别是线性表示,所以叫双线性表示 - 有用的定理,A∈Rm×n,B∈Rn×p,C∈Rn×p,x∈Rn×1
(a) Ax=0⟺ATAx=0
(b) AB=0⟺ATAB=0
(c) ATAB=ATAC⟺AB=AC