多元一次联立方程式(A system of linear equations)
这是一个多元方程式,其中 为变量(variables),相对应的 2,3,4 为系数(coefficients),结果 5 为常数项(constant term)。如果我们将多个多元方程式写到一起,就叫作多元联立方程式:
我们可以用更通用的写法表示:
其中,有 个方程式和对应的 个结果(),每个方程式中有 个变量()和其对应的 个系数,每个方程式的变量相同但系数不同。
术语(Terminology)
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定义域(Domain)
给定一个函数 f,所有 f 可能的输入的集合就叫做定义域 -
对应域(Co-domain)
所有函数 f 可能的输出的集合就叫做对应域 -
值域(Range)
所有函数 f 真正可以输出的集合就叫做值域,值域是对应域的子集。
举个例子, 的定义域为所有的实数,对应域为所有实数,值域为 0 及正数。
- 一对一(One to one)
定义域和对应域各自只有一个值互相对应,所以定义域和对应域是一样大的。
- 映射(Onto)
定义域有多个值与对应域对应,所以对应域是和值域一样大的。
线性系统(Linear System)
线性系统特征:
- Persevering Multiplication
如果一个线性系统输入为 ,输出为 ,那么
- Persevering Addition
如果一个线性系统输入为 ,输出为 ,另一个输入为 ,输出为 。那么输入 ,输出为
微分和积分也是线性的:
- Derivative
表示一个函数,输入是另一个函数,而输出是输入函数的导数,假设输入 ,那么输出
- Integral
假设输入是 ,那么输出是 ,输出代表输入函数 的函数曲线上点 到点 的面积之和。
线性系统和线性方程组
通常线性系统的输入是一个 维的向量,输出是一个 维的向量,我们可以把一个线性系统写成一个线性方程组。如图,我们把变量 当做是线性系统的输入,把常数项 当做线性系统的输出,可以发现,把输入 乘以 倍,输出也会增加 倍。同理把 增加 ,输出等于两个 的输出之和,所以可以得出,一个线性方程组就是一个线性系统,一个线性系统一定有其对应的线性方程组。
假设我们有一个线性系统,我们向其输入一个 维的向量,其中只有 ,其他值都为 0,,输入 次。
将每个向量都乘以一个变量
再将所有输入的向量相加并输入到线性系统,此时线性系统的结果等于所有线性系统输出之和。
参考
https://study.163.com/course/courseMain.htm?courseId=1208956807
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