基与坐标系(阅读《理解矩阵》笔记)
假設線性子空間的基B={v1,v2,...,vk}, 此時B定義了一個坐標系。向量 a = v1c1+v2c2+...+vkck,那么它們的系數(shù)(c1,c2,...,ck)便稱為向量a在坐標系B下的坐標。換句話說,坐標是向量在某組基下的表示。注意的是,坐標是一個點。
向量也稱為矢量,是具有方向和大小的量。
如果一組向量彼此線性無關,那么它們就可以成為度量這個線性空間的一組基,從而事實上成為一個坐標系,其中每一個向量都躺在一根坐標軸上,并且成為坐標軸的基本度量單位(長度為1)。
矩陣就是由一組向量組成的,如果矩陣非奇異的話,那么組成這個矩陣的那一組向量也就是線性無關的了,也就可以成為度量線性空間的一個坐標系。那么也可以說,矩陣描述了一個坐標系。
同時,矩陣左乘表示對象的運動。那么可以說,固定坐標系下對象的變換等價于固定對象所處坐標系的坐標系變換。
Ma=b,可以解釋為,一個向量在坐標系M的度量下得到的度量結果為向量a,它在單位矩陣坐標系I度量下的度量結果為b。I為單位矩陣,主對角線為1,其它元素為0的矩陣。
再次梳理一下,向量是客觀存在的對象,單位要把它表示出來,就要把它放在一個坐標系中去度量它,然后把度量的結果(向量在各個坐標軸上的投影值)按一定順序列在一起,就成了我們平時所見的向量表示形式。你選擇的坐標系(基)不同,得出來的向量的表示就不同。向量還是那個向量,選擇的坐標系不同,其表示方式就不同。因此,按道理來說,每寫出一個向量的表示,都應該聲明一下這個表示是在哪個坐標系中度量出來的。
表示的方式,就是Ma,也就是說,有一個向量,在M矩陣表示的坐標系中度量出來的結果為a。我們平時說一個向量是[2 3 5 7]T,隱含著是說,這個向量在I坐標系中的度量結果是[2 3 5 7]T,因此,這個形式反而是一種簡化了的特殊情況。
可以理解在坐標系下的度量結果,與單位坐標系I(等同于E)度量下的相同。
這個地方有一個疑問,既然矩陣描述一個坐標系,那么是什么坐標系呢? ?三維坐標系的格式不應該是這樣的嗎?
?表示的是點(Px,Py)沿X和Y方向分別平移4個像素。
總結
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