07 MIT线性代数-求解Ax=0:主变量,特解 pivot variables, special solutions

前面定义了矩阵的列空间和零空间,那么如何求得这些子空间呢?

1. 计算零空间 Nullspace

A 的零空间即满足Ax =0 的所有x构成的向量空间

对于矩阵A 进行"行操作"并不会改变Ax =b的解,因此也不会改变零空间 unchanged

第一步消元:

echelon 阶梯型 pivot columns and free columns

++rank of A = # of pivots r=2 = # of pivot variables++

++n-r = 4-2 =# of free variables++

2. 特解 Special solutions

当我们将系数矩阵变换为上三角阵U 时,就可以用回代求得方程Ux =0的解--x1, x3可以通过回代得到 UX=0

对自由变量(free variable)x2和x4我们可以进行赋值

例如令x2=1而x4=0

可得一解

x=

取自由变量中x2=0而x4=1

可得到另一解

x=

矩阵A的零空间就是这些"特解" special solution 向量的线性组合所构成的向量空间

x=c+d which is a line

n-r=特解的数目=零空间的维数

3. 行最简阶梯矩阵 Reduced row echelon form (rref)

rref(A)

notice that = I is in pivot rows/cols

在矩阵中主元行和主元列的交汇处存在一个单位阵。通过"列交换",可以将矩阵R 中的主元列集中在左侧,从而在左上角形成这个单位阵,而将自由列集中在矩阵的右侧。如果矩阵A 中的某些行是线性相关的,则在矩阵R 的下半部分就会出现一些完全为0的行向量

rref form

nullspace matrix ( columns = special solutions)

RN=0

Xpivot=-FXfree

eg.

相关推荐
码农小白AI11 分钟前
标准错配、限值误判难被普通工具识别,IACheck AI 报告文档审核精准对标国标
人工智能
hangyuekejiGEO13 分钟前
临沂GEO服务企业技术选型分析
人工智能·python
极客侃科技22 分钟前
2026知识付费拼团系统哪个好用?裂变营销工具实测
人工智能
sunywz36 分钟前
【AI RAG知识库】05.【导入】【节点7】node_import_milvus.md
人工智能·milvus
KaMeidebaby42 分钟前
卡梅德生物技术快报|蛋白的叠氮基修饰:实操解析:核酸模板耦合蛋白的叠氮基修饰实现靶蛋白定点共价标记
前端·人工智能·物联网·算法·百度
让学习成为一种生活方式1 小时前
望春玉兰基因组--文献精读258
人工智能
Token炼金师1 小时前
推理部署层:吞吐上不去的显存账本与调度博弈
人工智能·深度学习·llm
OpenCloudOS2 小时前
OpenCloudOS 理事会更新 | 腾讯云、海光助力建设 AI Infra 开源开放底座
人工智能·开源·腾讯云
私人珍藏库2 小时前
[Android] 一木百宝箱-万能百宝箱+抖音去水印等几百种功能
android·人工智能·app·软件·多功能
没落英雄2 小时前
3. DeepAgents 实战 - Memory Skills 与上下文工程
前端·人工智能·架构