矩阵的微分和积分
求导法则:
第五个等式的证明如下:
最小二乘解也可以通过这种方式求出,对误差的平方求导数即可得到。
矩阵序列及矩阵级数
不收敛的序列称之为发散序列。
矩阵的级数
矩阵的幂级数
为矩阵A 的幂级数。
矩阵函数
- 矩阵函数定义:
这里利用方阵的幂级数来定义矩阵函数:
在复变函数中,一些函数可以表达成无穷级数的和,即函数可以展开:
利用这种展开可以定义矩阵函数:
称之为矩阵A 的指数函数,而相应的幂级数的收敛半径为无穷大,所以对任何矩阵都收敛。
- 计算矩阵函数:
这里介绍计算矩阵函数的最小多项式的方法:
定理6.6:设n 阶矩阵A 的最小多项式为m 次多项式:
矩阵函数的性质
这里讨论一下矩阵函数的一些性质:
- 由欧拉公式容易得到:
矩阵函数在微分方程组中的应用
考虑一阶常系数非齐次方程组:
线性系统的能控性与能观性
能控性概念理解:
考虑一阶常系数非齐次方程组:
如果能够通过输入控制输出,也就是控制F ( t ),使其最后的解能够可控,我们称这个系统是能控的。
可见,只要取恰当的u 使得上式等于0即可:
通过观察,可取:
当然这里假设了矩阵:
可逆。即这个矩阵可逆时系统能控。
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