机器学习的数学基础(在线阅读)

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1. 基础概念和符号

线性代数提供了一种紧凑地表示和操作线性方程组的方法。例如,以下方程组:
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在矩阵表示法中,我们可以更紧凑地表达:
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1.1 基本符号

我们使用以下符号:

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在许多情况下,将矩阵视为列向量或行向量的集合非常重要且方便。 通常,在向量而不是标量上操作在数学上(和概念上)更清晰。只要明确定义了符号,用于矩阵的列或行的表示方式并没有通用约定。

2.矩阵乘法

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2.1 向量-向量乘法

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2.2 矩阵-向量乘法

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2.3 矩阵-矩阵乘法

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这些不同方法的直接优势在于它们允许您在向量的级别/单位而不是标量上进行操作。
为了完全理解线性代数而不会迷失在复杂的索引操作中,关键是要用尽可能多的概念进行操作。
实际上所有的线性代数都处理某种矩阵乘法,花一些时间对这里提出的观点进行直观的理解是非常必要的。

除此之外,了解一些更高级别的矩阵乘法的基本属性是很有必要的:

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3 运算和属性

在本节中,我们介绍矩阵和向量的几种运算和属性。

3.1 单位矩阵和对角矩阵

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3.2 转置

矩阵的转置是指翻转矩阵的行和列。

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3.3 对称矩阵

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3.4 矩阵的迹

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3.5 范数

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3.6 线性相关性和秩

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3.7 方阵的逆

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3.8 正交阵

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3.9 矩阵的值域和零空间

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