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线性代数动画课程【合集】超形象动画课程【小元老师,心一学长】考研数学,大学数学,

2022-07-04 22:23 作者:maxateng  | 我要投稿

二阶行列式:平行四边形的有向面积

证明方法:1、割补法 2、平移法 3、代数法

三阶行列式:平行六面体的有向体积

由于方向指向更高的维度,人类无法理解,但是可以通过±来感知。与坐标轴方向一致为正

补充知识:三位向量的叉乘

头脑小风暴:每一次叉乘得到的向量都是指向了大于当前空间维度一维的空间

行列式都是正方形,二阶行列式是两行两列三级行业是是三行三列。

a、b都是二维向量,a×b的大小=a、b所构成的二阶行列式大小=a、b所构成的平行四边形的面积

a、b、c都是三维向量,a×b·c的大小=a、b、c所构成的三阶行列式大小=a、b、c所构成的平行六面体的体积(证明:分别计算行列式和向量运算的结果,发现结果一致)

a、b都是三维向量,a×b的大小=a、b、i所构成的三阶行列式大小=a、b所构成的平行四边形


奇数个得到的是矢量,偶数个差乘得到的是标量

行列式的性质

性质一:行列互换值不变

性质二:某行(某列)倍乘,行列式的值也倍乘 行列式的行和列是等效的

性质三:反对称性质(两行(列)对换,行列式的值反号)

理解:二阶行列式→叉乘

三阶行列式→叉乘之后点乘

推论:1、如果行列式两行(列)完全相 同, 则此行列式等于0

理解:性质三或者几何意义

2、行列式中有两行(列)元素成比例,则此行列式等于0

理解:性质二;或者几何意义

{思维方式的积累:1、复杂的概念理解之后起一个精简的名字,方便搭建只是体系

2、复杂的问题由繁入简,可以先从二阶行列式看起。}

性质四:三角形法则的基础

理解:

二阶几何意义:平行四边形的平移

三阶几何意义:平行六面体的平移

意义:倍加的意义是消元

倍乘消元得到更多的0的三角行列式意义是使向量构成的几何体变得更加的规则

再次消元得到对角行列式,得到一个长方形


对角行列式的转换

其实,-1的指数永远是奇数,正负对角线行列式一直互为相反数

方法:基于冒泡排序法的思想

行列式的展开

余子式:去掉某一个元素所在行和列后重新组成的行列式(称作:某元素的余子式;含义其余的元素构成的子行列式)

相邻两个元素对应的代数鱼子数的符号想相反

行列式展开定理

行列式的展开就是某一行(列)元素乘以它的代数余子式,然后在相加之后得到的行列式

理解:

(通过坐标来证明0)

几何意义:把一个大的几何体通过投影拆成几个小的几何体(拓展:拉布拉多展开式类似)

矩阵

线性变换

如果整个空间的所有二维向量都进行了相同的线性变化,而这个线性变换就是施加于整个空间的,对整个空间进行了线性变换

由于整个空间所有项链的起点都是在坐标原点,终点都是在平面任意位置,那我们空间的变换就可以用网格线来表示,可以不用画出所有向量

线性条件:满足:

①向量加法运算

②标量乘法运算

T(0)=0表示线性变换之后原点位置不变

第二个是汇总结果

几何解释

①直线变换之后仍然是直线,网格线平行且等距分布

②原点固定

矩阵

矩阵的运算

加法运算

矩阵表示一个线性变换,这个线性变换是用变换后的基向量来表示的

音乐表示变换后的i,第2列表示变化后的j,第3列表示变换后的k

矩阵竖着看就是每一个方向的基向量,所有方向的积向量共同描绘一种新的空间状态


对比行列式的加法运算法则:


数乘运算


矩阵的乘法


线性变换·输入向量=输出向量

快速运算:


A m×n B n×s 这两个矩阵的n脚标必须要相等才行,不相等没法相乘。

矩阵A的n列都是变化后的基向量

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