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非科班程序员才不知道的向量

侠客岛的含笑
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程序的功能单位不宜过大,太大的函数容易掩盖错误,就像一个大城市隐藏着逃犯一样。这样的软件很难阅读,很难测试,也很难调试。(《自下而上的编程》,by Paul Graham)

向量

  • 为什么线性代数这么重要?从研究一个数拓展到研究一组数
  • 一组数的基本表示方法——向量(Vector)
  • 向量(Vector)是线性代数研究的基本元素(一组有序的数)
    • 一个数:666 一组数:(6,66,666)
    • 最基本的出发点:表示方向
      图片描述
  • 两个视角看似不同,但可以互相转换
    • 一个方向,就是一个点(有向线段 ≈ 空间中的点)
  • 空间中的一个点,可以看做从原点指向这个点的一个方向
  • 在学习初始,使用方向的视角,更直观,更形象
  • 定义
  • 和向量相对应,一个数字,称为标量
  • 代数,用符号代表数。和标量相区别,向量的符号画箭头
  • 个别情况下,尤其是几何学中,我们会考虑向量的起始点
    图片描述

向量相加

  • 先向x移动5个单位
  • 再向y移动2个单位
  • 再向x移动2个单位
  • 再向y移动5个单位
  • 先向x移动5个单位
  • 再向y移动2个单位
  • 再向x移动2个单位
  • 再向y移动5个单位
  • 总共向x移动7个单位
  • 总共向y移动7个单位
    图片描述
    图片描述

数量相乘

  • k×(a,b)^T= (ka,kb)^T
  • 向x移动k次a个单位
  • 再向y移动k次b个单位
  • 总共向x移动ka个单位
  • 总共向y移动kb个单位
    图片描述

基本性质

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零向量

  • 零向量O没有箭头
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长度(向量的模)

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单位向量 unit vector

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点乘

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直观化理解
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  • x1和y2没有关系,结果为零;x2和y1没有关系,结果为零

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