线性代数指南

矩阵(Matrix)

数字的矩形阵列。m×n矩阵有m行n列。运算:加法、数乘、矩阵乘法(需内维度一致)。

行列式(Determinant)

2×2矩阵:det([[a,b],[c,d]]) = ad − bc。行列式非零则矩阵可逆,行列式为零则为奇异矩阵(无唯一解)。

逆矩阵(Inverse Matrix)

仅当det(A)≠0时存在A⁻¹。A·A⁻¹ = I(单位矩阵)。2×2矩阵:A⁻¹ = (1/det)·[[d,-b],[-c,a]]

特征值与特征向量

Av = λv,λ为特征值,v为特征向量。通过求解det(A − λI) = 0获得。广泛应用于PCA、稳定性分析、量子力学。

秩(Rank)

线性无关行(或列)的数量。秩等于n表示满秩(方阵可逆)。秩小于n表示存在相关行/列。

点积 vs 矩阵乘法

点积:a·b = Σaᵢbᵢ(结果为标量)。矩阵乘法:C = AB,Cᵢⱼ = Σ AᵢₖBₖⱼ(结果为矩阵,需A列数=B行数)。