Re: [问卦] 线性代数的卦?

楼主: sufferlove (天然呆)   2024-03-09 01:35:08
※ 引述《iGao (Olala)》之铭言:
: 昨天在隔壁板看到话题
: 说某位画家觉得线性代数是学生时代的梦魇
: 刚才在脸书的数学社团看到哏图
: https://i.imgur.com/e3UJ0UY.png
: 也是在说线性代数
:
: 线性代数在我的印象中就是在解方程式
: 其中还延伸出线性规划这类很实用的应用数学
:
: 鲁蛇叔我社会组的不太了解数学
: 有线性代数的八卦咪?
南无阿弥陀佛。
八卦是如果问各系的老师和同学,线性代数最重要的定理是什么,会得到各种答案,
例如高斯消去、最小误差平方和的线性回归、对角化、Jordan form、Householder等。
但是~~~如果问数学系老师,大概只会得到一种答案:Basis exchange theorem,
如果答案不是这个,大概只是因为称呼不一样,例如有人说basis exchange property。
这定理很简单,就是说如果一个vector space有两个bases B和B',那么现在我把一个
在B'里但不在B里的向量塞给B,B就变成线性相依了对不对?这时候一定又可以找一个
在B里但不在B'里的向量,使得B中踢掉这个向量后,又重新变成一个basis了。
这有什么重要呢?这可以证明任一个vector space的任两个有限大的bases都一样大,
从而使得dimension一词well-defined:不然,我们总是学到,啊,dimension就是
basis的大小嘛,那万一两个bases不一样大,这定义不就有歧异了吗?
在算法的世界,有个经典问题是要找所谓的minimum spanning tree,这也是很像的
东西呢,一个tree上面如果塞一条边,一定会形成恰好一个cycle,从那个cycle上拿掉
任意一条边,又得到一棵tree,这体会一下,把tree比喻作basis,塞进去的边比喻作
向量,cycle比喻作线性相依的关系,噢,会发现这跟basis exchange theorem很像!
没错,所以在算法的世界,有一种东西叫做matroid theory,就是在统一处理这些
很像的东西的一些最佳化问题,你看matroid这个字就知道了,很像matrix,就是因为
它的来源就是线性代数。

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