一、二维情况
首先,给出如下的二元一次方程组:
我们初中就对上面的二元一次方程组进行过求解,求解很简单。但是我们现在利用线性代数来表示这个式子,上式可以表示为:
我们这里假设用小写字母表示向量,大写字母表示矩阵。上面可以二元一次方程组便转化为求解x,y。下面我们从几种不同的角度来求解上面的方程组:
1、从行的角度看,也就是画出上面两个方程的图像:
很明显的可以看出方程的解是x=1,y=2。
2、
从列的角度看,
方程组可以表现为列的线性组合:
令向量a=[2 -1]',b=[-1 2]',c=[0 3]',则问题变为找到适当的x,y将向量a b 进行线性组合得到向量c。同样我们可以通过作图求解:
从上图可以看到(2,-1)+2(-1,2)=(0,3),从而得到x=1,y=2。
二、三维情况
上面的问题都是在二维平面上进行求解的,下面来看看三维下的情况:首先,给出三元一次方程组:
同样可以得到其矩阵的表示形式:
还是按照上面的方法分析:
1、
从行的角度看,也就是画出上面三个方程的图像(在这里变成了三维空间的平面):
上图的matlab代码为:
figure t=-10:.1:10; [x,z]=meshgrid(t); y=2*x; mesh(x,y,z); hold on y=(x+z-1)/2; mesh(x,y,z) hold on y=-(4-4*z)/3; mesh(x,y,z)然后人工进行一些修正即可
从图中可以看出,三个平面交于一点(0 0 1)也就是方程组的解:x=0 y=0 z=1。
2、
同样从列的角度考虑该问题:
不用通过计算或作图,我们从上式就可以轻易得到x=y=0 z=1,这比上面一种方法要简单得多。
画出上面四个列向量的图(其中后两个列向量相同(0 -1 4)'):
上图的matlab代码为:
a=[2 -1 0]; b=[-1 2 3]; c=[0 -1 4]; quiver3(0,0,0,a(1),a(2),a(3),'color','r') hold on quiver3(0,0,0,b(1),b(2),b(3),'color','g') hold on quiver3(0,0,0,c(1),c(2),c(3),'color','b')然后人工标上箭头,当然也可以通过命令标上箭头。
原文:http://blog.csdn.net/tengweitw/article/details/39185841
作者:nineheadedbird