线性代数向量介绍
在了解向量前,我们先来了解一个名词——“n元有序组”。
n元有序组
在数学中,约定俗成使用大写R来表示实数的集合,比如π、e、根号2是实数、1、2、3也是实数,它们都包含在R之中。
而在线性代数中,有一个常见的概念,Rⁿ,它表示实数中的有序集的集合。
我们使用R²来举例子,我们可以把它称为“二元数组”,更严谨一点说,应该是“有序二元实数组的集合”,集合表达式可以这样写:
这里的“有序”是很重要的,(1, 2) 和 (2, 1)都属于R²,但是它们是不同的,因为它们的顺序不同。
R¹ 、R³也是类似的,R¹可以在一条数轴上标出来,R²可以在一个平面直角坐标系上标出来,R³可以在一个三维直角坐标系上标出来。
而线性代数很优美的一点是我们可以抽象,我们可以拓展到思维无法想象的n维。接下来让我们定义一下Rⁿ吧。
我们用简洁的表达式表示出了一个有序n元组的集合。
向量
那么什么是向量呢?Rⁿ上的向量是什么呢?
向量其实就是这些n元组中的一个特定值。可以把它叫做 “n个实数的有序集”。
向量的表示方法没有固定,你可以用(1, 2),也可以用<1, 2>等来表示一个向量,你可以使用不同方式来表示,这些都是约定俗成的,都包含同样的信息,同样的概念。而在线性代数中,我们一般使用这种格式来表示一个向量。
一些向量的定义
现在我们来为向量创造一些定义吧
向量加法(vector addition)
比如有向量a和向量b
他们相加即对应位置的数字相加
向量数乘(vector scalar multiplication)
一个标量乘以一个向量,即等于标量与向量中的每一个分量相乘
零向量(zero vector)
某个向量的所有分量都为0,即每一项都是0的话,称这个向量为零向量。