向量、矩阵、数组、向量空间

在学习机器学习的过程中,会经常遇到向量、矩阵和数组这些概念,并涉及到多维度,造成许多困惑,因此进行一个总结,主要参考了:https://blog.csdn.net/qq_33419476/article/details/105546442。

向量

概念:n个有次序的数 a 1 , a 2 , ⋯   , a n a_1,a_2,\cdots,a_n a1,a2,⋯,an所组成的数组称为n维向量,这n个数称为该向量的n个分量,第i个数 a i a_i ai称为第i个分量。(同济大学线性代数第五版-4.1)

n维向量可写成一行,也可写成一列,分别称为++行向量++ 和++列向量++ ,也就是++行矩阵++ 和列矩阵,并规定++行向量和列向量都按矩阵的运算规则进行运算++。

n维行向量: a = ( a 1 , a 2 , ⋯   , a n ) a=(a_1,a_2,\cdots,a_n) a=(a1,a2,⋯,an)

n维列向量:
a ⊤ = ( a 1 a 2 ⋮ a n ) \mathbf{a}^\top= \begin{equation} \left( %左括号 \begin{array}{} a_1\\ a_2\\ \vdots\\ a_n \end{array} \right) %右括号 \nonumber \end{equation} a⊤= a1a2⋮an

Note: 这个解释其实是说在线性代数中,向量和矩阵其实是一回事。不同的是矩阵论阶,向量论维。

矩阵

矩阵定义:由m×n 个数 a i j a_{ij} aij(i= 1,2,...,m;j= 1,2,...,n)排成的m 行n 列的数表。 (同济大学线性代数第六版)
a 11 ⋯ a 1 n ⋮ ⋱ ⋮ a m 1 ⋯ a m n \begin{array}{c} a_{11} & \cdots &a_{1n} \\ \vdots & \ddots &\vdots \\ a_{m1} & \cdots &a_{mn} \end{array} a11⋮am1⋯⋱⋯a1n⋮amn

称为m 行n 列矩阵,简称m×n 矩。

矩阵的列向量组和行向量组都是只含有限个向量的向量组;反之,一个含有限个向量的向量组总可以构成一个矩阵。++因此可知向量可以组成矩阵,矩阵是包含向量的。++

二维矩阵:

二维矩阵的维度类似于空间向量的维数,而不是一个包含两个元素的列矩阵。所以,我们通常会说矩阵的维度是指矩阵的行数。

数组

概念:所谓数组,是有序的元素序列。

这里的概念就没有涉及到空间了,我们通常称的n维数组,这里的维度指的不是空间的维度,而是数据所构成的维度。

例如:

一维数组

1, 2, 3, 4

二维数组

\[1, 2\],\[3, 4\]

三维数组

\[\[1, 2\], \[3, 4\]\], \[\[5, 6\], \[7, 8\]\]

++数组常用在python等编程语言中实现向量、矩阵等数据结构。++

向量空间

几何中,"空间"通常是作为点的集合,即构成"空间"的元素是点,这样的空间叫做点空间。

我们把3 维向量的全体所组成的集合叫做++3维向量空间++ 。类似的,n维向量的全体所组成的集合叫做++n维向量空间++。

Note: 这里n维向量空间的概念应该可以理解成n x n矩阵。

在同济大学线性代数第六版中,矩阵的列向量组和行向量组都是只含有限个向量的向量组;反之,一个含有限个向量的向量组总可以构成一个矩阵。例如,一个mxn矩阵的全体列向量是一个含n个m维列向量的向量组。

相关推荐
人工智能培训6 分钟前
样本效率与安全探索的矛盾解析及平衡路径
大数据·人工智能·深度学习·算法·机器学习·知识图谱·故障诊断
乐园游梦记12 分钟前
下载 Docker 镜像(CVAT)资源
人工智能·python·深度学习·yolo·机器学习·cvat
热爱生活的猴子14 分钟前
什么情况是过拟合,什么情况判定为欠拟合,什么情况下判定微调后效果不如预训练,什么情况下说明是分类边界模糊,什么是权重过大导致过拟合
人工智能·机器学习·分类
net3m331 小时前
可微分结构搜索, 可微分算子选择 —— 让程序“结构”也可学习 , 具体怎么实现结构的轮询穷举
人工智能·线性代数·矩阵
程序员Shawn1 小时前
【机器学习 | 第七篇】- 聚类算法
算法·机器学习·聚类
程序员Shawn1 小时前
【机器学习 | 第八篇】- 朴素贝叶斯
人工智能·机器学习
学术小白人1 小时前
【落幕新闻】2026年计算智能与机器学习国际学术会议在杭启幕 共探领域前沿发展新路径
人工智能·机器学习·能源·rdlink研发家·智能感知·内燃机
人道领域1 小时前
LeetCode【刷题日记】:螺旋矩阵逆向全过程,边界缩进优化
算法·leetcode·矩阵
甄心爱学习2 小时前
【word2vec】为什么要维护两套词向量矩阵?
机器学习·矩阵·word2vec
科研实践课堂(小绿书)11 小时前
机器学习在智能水泥基复合材料中的应用与实践
人工智能·机器学习·复合材料·水泥基·混凝土