数学笔记一:标量、向量和矩阵基本概念辨析

一、标量

标量(Scalar) 是一种仅用数值大小(即 "量值")就能完全描述的物理量或数学对象,它不具有方向属性。

例如在实数领域的正数、负数。

在物理学领域的多少斤、多少公斤、水温多少度、气温多少度都是标量。

因此标量的无方向并非无意义的,它实际上侧重于强调数量上的多少。

二、矢量

矢量,也称向量(Vector) 是一种既具有大小 又具有方向的量,它的完整描述必须同时包含这两个要素。

例如:在生活中的向东100KM/H,垂直向下的力"5 牛顿。在力学中常见的有位移(s),速度(v)、加速度(a)、力(F),电磁学中电场强度(E)、磁感应强度(B)、电流密度(j​)。

矢量常用带箭头的字母(如 v)或黑体字母(如 F)表示,其大小称为模长(记作 ∣v∣ 或 v),方向则由空间中的指向确定。

三、矩阵

矩阵(Matrix) 是一种由数排列成的矩形阵列,用于系统地表示和处理线性方程组、变换和数据。

例如,生活中的Excel表格,编程关系型数据库中一张张实体表,都可看着矩阵。

矩阵是由 m×n 个数排成的 m 行(Row)n 列(Column)的矩形表格,记作 A 或 [aij​],其中 aij​ 表示第 i 行第 j 列的元素。

四、要点辨析

行向量: 数字排成一行,用括号括起来。例如小明语数外成绩(96,91,99)

列向量: 把数字排成一列,用括号括起来。例如二维平面上的点坐标(x,y),写成列向量就是 (x,y​)。

上面两个用二维表格来形容,行向量适合按 "顺序" 记录一排数据,列向量适合按 "类别" 堆叠信息。

注意:编程中的数据一般用 [1, 2, 3],也就是中括号括起来,而向量一般用小括号括起来。

根据以上辨析,可以看出,矩阵可以看着是由若干个行向量或若干个列向量构成的集合。

在学校教室里的班级看着是一个矩阵的话,那么可理解为若干排同学或若干列同学构成了这个班级。

五、两种视角的意义

**行向量视角:**适合看 "每行的独立信息",比如矩阵的每一行代表一个样本(如每个学生的各科成绩);

**列向量视角:**适合看 "每列的特征",比如矩阵的每一列代表一个科目,所有列向量组成该科目的成绩集合。

相关推荐
懒惰的bit28 分钟前
STM32F103C8T6 学习笔记摘要(二)
笔记·stm32·学习
weixin_4481199431 分钟前
Datawhale 网络爬虫技术入门第2次笔记
笔记·爬虫
Sim time39 分钟前
用AI从0开始量化交易-Anaconda环境(env)和缓存(pkg)更改储存位置
人工智能·python·conda
知识趣动1 小时前
AI入门启航:看见知识库的运行原理
人工智能
灵声讯1 小时前
开天社交大模型从7B到32B:趣丸科技如何以“情感浓度”破局AI社交体验
人工智能·科技·语言模型
struggle20251 小时前
torchmd-net开源程序是训练神经网络潜力
c++·人工智能·python·深度学习·神经网络
夜松云1 小时前
GoogLeNet:图像分类神经网络的深度剖析与实践
图像处理·人工智能·神经网络·分类·数据挖掘·卷积神经网络·分类算法
alex88861 小时前
电子制造智能化转型:MES如何解决工艺复杂、质量追溯与供应链协同
人工智能·科技·5g·云计算·社交电子·能源·制造
mubei-1232 小时前
深度学习的可解释性——SketchXAI:人类草图可解释性初探
人工智能·深度学习·可解释性
mailangduoduo2 小时前
基于双层注意力重加权 LSTM 的中文长文本谣言检测模型
人工智能·自然语言处理·文本分类·循环神经网络·长短期记忆网络