P3 【机器学习】矩阵、向量、乘法特征、逆和转制

目录

1.矩阵和向量 Metrices and Vectors

1.1矩阵的定义

 1.2向量的定义

1.3矩阵和向量的计算 

2.矩阵向量乘法 Matrix-vector Multiplication

3.矩阵矩阵乘法 Matrix-matrix Multiplication        

4.矩阵乘法特征 Matrix Multiplication Properties

4.1矩阵乘法中两个矩阵不能交换位置 

4.2矩阵乘法遵循结合律 

4.3单位矩阵特点

5.特殊矩阵运算:逆和转置

5.1逆

5.2矩阵的转置inverse & transpose


1.矩阵和向量 Metrices and Vectors

1.1矩阵的定义

        矩阵可以定义为二维数组。

Matrices are 2-dimensional arrays.

        矩阵的例子:下图中展示了一个4x2和2x3的矩阵以及它们的写法。 

         矩阵中特定元素的表示方法: 

 1.2向量的定义

        向量是只有一行很多列的矩阵,因此向量是矩阵的子集。 

A vector is a matrix with one column and many rows.

So vectors are a subset of matrices. The above vector is a 4 x 1 matrix.

        向量的表示,直接省去矩阵大写R的右上角标x及后就行。 

在本课程中的符号定义和解释

1.3矩阵和向量的计算 

         矩阵的加法:

        矩阵的标量乘除法:

         矩阵和向量的综合计算:

2.矩阵向量乘法 Matrix-vector Multiplication

        矩阵与矩阵相乘举例:         

        一般情况下矩阵与矩阵/向量相乘 ,m x n 与 n x 1 的矩阵相乘, 中间相等才可以乘。

         矩阵算法在实际代码计算中的应用: 

        在例如房间预测的实例,我们可以用两个矩阵分别表示测试集数据和假设函数h的系数,相乘之后就可以得到我们想要的。这里讲了一个重点,那就是这种矩阵计算相对于直接进行for循环的公式计算,如下图所示,代码会更简单,计算效率也会被极大提高

3.矩阵矩阵乘法 Matrix-matrix Multiplication        

        房价预测矩阵乘法应用实例:

4.矩阵乘法特征 Matrix Multiplication Properties

4.1矩阵乘法中两个矩阵不能交换位置 

4.2矩阵乘法遵循结合律 

4.3单位矩阵特点

        单位矩阵可以交换和矩阵相乘,一般记做I。

5.特殊矩阵运算:逆和转置

5.1逆

方阵才有逆矩阵,矩阵的求逆方法如下图所示:

举例子:

绿色箭头➡️所指的矩阵就是一个矩阵的逆矩阵,计算方法,在大学里面我们都是用手算,但事实上我们可以用相关软件进行计算,博主会选择python,视频中Andrew Ng用的软件是Octave,读者也可以选择matlab、java等编程工具或编程语言。 

python :np.linalg.inv()

奇异矩阵/退化矩阵:没有逆矩阵的矩阵。

有逆矩阵的矩阵必须是方阵且满秩

比如 [0] 矩阵。

5.2矩阵的转置inverse & transpose

到此矩阵复习便结束啦,快去看看下一P吧!


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