基、维数、子空间、维数下降

摘要:
投影在维度上减少…看起来非常混乱!!底座的长度≠ 空间的维度。举一个反例。显然,它满足加法和乘法的紧密性,是三维空间的子空间。它需要两个线性独立的向量来表示它。因此,空间维度为2。

一、问题的提出 

受到空间、平面、直线不同维数的影响,始终很难理解基(一组线性无关向量)的长短和维数的区别。基的长短=维数?

要知道空间的表示,基是三个自由度;平面则是两个自由度。在投影是维数下降...

看起来非常混沌!!

二、问题的分析

先分析几个结论:

(1)子空间的维数≤原空间的维数

因为子空间的集合是原空间集合的子集,毫无疑问,子空间所需要的线性无关向量个数≤原空间所需要的线性无关向量个数,因此,结论得以证明。

(2)基的长短≠空间维数

举个反例,显然(a1,a2,0),满足加法和数乘运算封闭性,是三维空间的子空间,它需要两个线性无关的向量表示即可,因此是空间维数是二。但它的基长度是3.

(3)区别空间维数和向量维数

(4)矩阵乘法的意义

http://blog.csdn.net/wanggcong/article/details/43538613

Am×n矩阵和n×1向量相乘

情况1:m=n

若秩为n,那么就是线性叠加,n维线性空间映射到n维线性空间

若秩小于n,那么就是n维空间映射到n维线性空间的[Rank(A)线性空间]

情况2:m<n

若秩为m,n维空间映射到m线性空间

若秩小于m,n维空间映射到m线性空间的[Rank(A)线性空间]

情况3:m>n

n维空间映射到m线性空间的[Rank(A)线性空间]

但无论如何,都是变成m维向量

(4)问题是三维空间的二维子空间二维空间有什么不同?

这个问题应该相当于:三维空间中的平面和二维平面有什么不同,在慢慢想想吧,为什么上述相乘投影,向量少了一维怎么理解,虽然空间的维数一样。暂时觉得是等价的,只是前者浪费了一个自由度

参考文献

吉大教材《线性代数》

程云鹏《矩阵论》

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