线性代数 --- QR分解,A=QR

矩阵的QR分解,格拉姆施密特过程的矩阵表示

首先先简单的回顾一下Gram-Schmidt正交化过程的核心思想,如何把一组线性无关的向量构造成一组标准正交向量,即,如何把矩阵A变成矩阵Q的过程。

给定一组线性无关的向量a,b,c,我们希望构造出一组相互垂直的单位向量。

第一步:

得到一组正交向量中的第一个向量A,这就是说,我们令新的正交向量中的第一个向量A与向量a的方向相同,且大小相同。(这里我们用到了向量a)

第二步:

A的已经确定了,第二个向量B必须垂直于A。我们令b减去b在A上的投影Pb,得到我们想要的第二个向量B。a,b与A,B不同,但都在同一个平面内。注意:向量B一定不等于0,否则的话就与a,b线性无关这一事实相左。(这里我们用到了向量b)

第三步:

现在我们基于c去找第三个向量C,C必须垂直于A,B所张成的平面,即A,B所在的子空间。我们令c减去c在这个平面上的投影Pc,得到向量C。

如果还有第四个,第五个向量d,e,f,g......的话,我们只需把在这个基础上重复上述过程就能找到新的正交向量D,E,F,G......。

第四步:

当我们把前面的正交向量A,B,C全部找完以后,让他们分别除以各自的长度,最终得到一组标准正交向量q1,q2,q3。这最后一步被称为向量的归一化。


例:

已知一组线性无关的向量a,b,c:

第一步:令A=a得到

第二步:从b中减去b在A上的投影得到

第三步:从c中减去c在AB平面上的投影得到

第四步:归一化

一般而言,A,B,C往往会含有分数。而几乎所有的q1,q2,q3都会包含根号。

参考文献(鸣谢):

1,Introduction to Linear Algebra,Fifth Edition - Gilbert Strang

2,线性代数及其应用,候自新,南开大学出版社 1990

3,Linear Algebra and Its Applications, Second Edition, Gilbert Strang, 1980

4,Linear Algebra and Its Applications, Fourth Edition, Gilbert Strang, 2005

(配图与本文无关)

**版权声明:**文中的部分图片,文字或者其他素材,可能来自很多不同的网站和说明,在此没法一一列出,如有侵权,请告知,立即删除。欢迎大家转载,但是,如果有人引用或者COPY我的文章,必须在你的文章中注明你所使用的图片或者文字来自于我的文章,否则,侵权必究。 ----松下J27

相关推荐
AI科技星16 小时前
全球AI信息场(信息网)基础理论与数学建模研究(乖乖数学)
开发语言·人工智能·线性代数·算法·机器学习·数学建模
⊱⋛赫宇⋚⊰17 小时前
转专业数学
线性代数·机器学习·概率论
Brother Jiawei19 小时前
概率-基础
线性代数·机器学习·概率论
米饭不加菜2 天前
机器人导论-通过逆矩阵公式证明齐次变换矩阵的逆
线性代数·矩阵·机器人
计算机安禾2 天前
【数据结构与算法】第23篇:树、森林与二叉树的转换
c语言·开发语言·数据结构·c++·线性代数·算法·矩阵
AI科技星2 天前
光速螺旋量子几何统一场论:基于四维类时螺旋的物理现象统一推导
开发语言·线性代数·算法·数学建模·平面
luoganttcc2 天前
eiθ=cosθ+isinθ证明
线性代数·矩阵·概率论·欧拉公式
MediaTea2 天前
AI 术语通俗词典:矩阵
人工智能·线性代数·矩阵
郝学胜-神的一滴2 天前
PyTorch核心技巧|view函数深度解析:解锁张量连续性的底层密码
人工智能·pytorch·python·深度学习·线性代数·机器学习
Codigger官方2 天前
从一维到无限:Phoenix 语言如何用“矩阵思维”重塑 AI 时代的算力逻辑
人工智能·线性代数·矩阵