剖析《线性代数》

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 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 10:04 | 显示全部楼层 |阅读模式


借用这个帖子,给大师演示一下什么叫“剖析”!
跑教科书上机械地摘抄公式定义定理,可不叫剖析!


有人说线性代数难学,实际上现有教材的内容展开,只不过变换了4个角度看同一个东西而已,没什么神秘的。

同一个东西是这个所谓的线性方程组:






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 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 10:33 | 显示全部楼层

一,给定变量x1,2...n,变换到新变量b1,2...n,这个变换由系数a完全表征,于是引出了矩阵的概念,线性代数书上专门的一章!

注意:矩阵的定义实际上是非常难的,因为元素这个【数】,牵扯到线性空间定义中的field

二,为了可视化上面的过程,用线性空间的概念来理解这个变换,于是有了向量的概念。于是诸如方程组的解的结构问题,特征值/特征相量等问题,根据直觉可以直接预测了。

三,把x和b仍视作向量,研究其双线性形式F=x .b,F=1的意义太丰富了,于是这个二次型概念是线性代数的高潮与精华部分,应用及其广泛,特别是研究电路原理时,是不可或缺的。

四,仍把变量视作向量,但这一次把坐标搞斜,让向量投影意义大变,导致我们理解起来感觉匪夷所思,正如学过经典物理,再学量子物理就很难接受一样。


 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 10:36 | 显示全部楼层

【剖】的方法有很多,结果也不同,这只是其中之一。
至于【析】,没法用几句话说清楚,到时候具体详谈。

 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 10:54 | 显示全部楼层
由于现在深入研究模拟电路理论的人太少了,一般人根本感觉不到线性代数的威力强大,大多数人认为学这个就是学高斯消元法的。懂这个就够了。

下面简单举几个例子:

电路网络分析时,人们喜欢简单的串并联组合,除此以外的delta 等结构特讨厌,于是被迫要网络等价变换,而针对不同的电路结构,变换方法特别多,常见的起码有十几种。
而如果使用线性代数知识,往往可以化腐朽为神奇,例如下图的变换:



一般方法是根据端口伏安等效,列方程,解方程,特麻烦。而使用矩阵变换,直接写结果!!!

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 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 11:59 | 显示全部楼层

再例如线性相关的概念,结合应用,可以聊半天

思考题:电路分析中,如何确定网孔电流?具体如下图,为何要选这三个电流环?




看图,上来随便选取个电流环im1,接着是im2,im3,选则的特点是每次都要增加一个新的分支,这样就可以保证后选的网孔电流,无法用先选的电流环的线性组合表示,即网孔电流全是线性无关的。




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 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 12:18 | 显示全部楼层

能聊的东西很多,例如降阶关联矩阵的行是线性无关的证明,等等,很多相关的东西都能聊,正所谓举一反三。

希望大师不要干巴巴地跑教材上摘抄几句话(太无聊啦!),而是以电路为载体,把数学原理说清楚。
renxiaolin 发表于 2018-3-1 15:01 | 显示全部楼层
这是你的一次牛刀小试?
Nivans 发表于 2018-3-1 17:13 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2018-3-1 10:54
由于现在深入研究模拟电路理论的人太少了,一般人根本感觉不到线性代数的威力强大,大多数人认为学这个就是 ...

列个电路矩阵看看。

评论

没多大用,由于元器件的离散型和非线性,这种计算方法误差太大,远远不如仿真软件。属于鸡雏方法。  发表于 2018-3-1 19:36
 楼主| xukun977 发表于 2018-3-1 17:28 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2018-3-1 17:13
列个电路矩阵看看。




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caijie001 发表于 2018-3-1 22:51 | 显示全部楼层
不明觉厉
edanzg 发表于 2018-3-1 23:11 | 显示全部楼层
不明觉厉+1
楼主你跟上海的那个教授不当本版版主太可惜了。
 楼主| xukun977 发表于 2018-3-2 10:33 | 显示全部楼层
edanzg 发表于 2018-3-1 23:11
不明觉厉+1
楼主你跟上海的那个教授不当本版版主太可惜了。


那你们抓紧向站方反应啊,我要上春晚,我要当版主,我要当坛主,我要当战长。。。
linqing171 发表于 2018-3-4 09:34 | 显示全部楼层
春晚比较难,毕竟线性代数是小众的内容。
建议模仿中国好声音,来个中国好线性代数。
导师pk,现在开始。
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