设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置请问这个解的几何意义是什么?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/30 05:49:00
设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置请问这个解的几何意义是什么?

设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置请问这个解的几何意义是什么?
设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置
请问这个解的几何意义是什么?

设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置请问这个解的几何意义是什么?
这是最小二乘解,解释有点麻烦,楼主看下线性代数中最小二乘法吧

比较清晰的理解方式是利用奇异值分解A=USV^T,其中U和V是正交阵,S是非负的对角阵(并且可以要求S的对角元递减)。
A^TAx=A^Tb <=> VS^TSV^Tx=VS^TU^Tb <=> S^TSV^Tx=S^TU^Tb
显然这个方程总是有解的,
如果S的恰好前r个对角元非零(以下总按这个假设),并且要求x的r+1,r+2,...,n的分量为0的话解还是唯一的。

全部展开

比较清晰的理解方式是利用奇异值分解A=USV^T,其中U和V是正交阵,S是非负的对角阵(并且可以要求S的对角元递减)。
A^TAx=A^Tb <=> VS^TSV^Tx=VS^TU^Tb <=> S^TSV^Tx=S^TU^Tb
显然这个方程总是有解的,
如果S的恰好前r个对角元非零(以下总按这个假设),并且要求x的r+1,r+2,...,n的分量为0的话解还是唯一的。
至于几何意义,U的前r列构成A的列张成的空间span{A}的一组标准正交基,U^Tb相当于求出了b在span{A}上的正投影在U下的坐标,所以事实上就是把方程Ax=b正投影到span{A}上在求解,得到的解满足残向量b-Ax和span{A}正交,并且残量||b-Ax||_2是最小的。

收起

设A是n阶实矩阵,b是任意的n维列向量,证明线性方程组A^TAx=A^Tb有解 设A是n阶实矩阵,b是任意的n维向量,证明线性方程组ATAx=ATb有解.其中AT表示A的转置请问这个解的几何意义是什么? 设a1,a2,...,an是n维列向量空间R^n的一个基,A是任意一个n阶可逆矩阵,证明:n维列向量组Aa1,Aa2...,Aan一定是R^n的基 设A为n阶实矩阵,证明A是正交矩阵当且仅当对任意的n维向量α,β有(Aα,Aβ)=(α,β) 设A是n阶实对称矩阵 P是n阶可逆矩阵 ,已知n维列向量β是属于特征值λ的特征限量,则矩阵(P^( -1) AP)倒置的上面问题只显示了一半设A是n阶实对称矩阵 P是n阶可逆矩阵 已知n维列向量β是属于特征 设a1,a2,a3,...an是n维列向量空间Rn的一个基,A是任意一个n阶可逆矩阵,证明:n维列向量组Aa1 Aa2 Aa3.Aan一定是Rn的基. 设A是n阶实矩阵,证明:r(A)=1的充要条件是存在n维非零列向量a,b使得 A=ab^T 设A是N阶可逆矩阵,A1是A的前r行构成的r*n矩阵,b=(c1,c2,...,cn)'是任意一个n维向量,那么线性方程组A1=b( ).A,必有唯一解B,必有无穷多解,C,必有解,D未必有解.答案是C为什么呀. 设A为n阶矩阵,b为n维列向量,证明Ax=b有唯一解的充分必要条件是A可逆 设A是数域K上的n级矩阵,证明:如果K^n中任意非零列向量都是A的特征向量,则A一定是数量矩阵. 设A为n阶正定矩阵,x为任意一个n维实向量,证明不等式0 设A是n阶实对称矩阵,P是n阶可逆矩阵.已知n维列向量a是A的属于特征值r的特征向量,则矩阵(P^-1AP)^T设A是n阶实对称矩阵,P是n阶可逆矩阵.已知n维列向量a是A的属于特征值r的特征向量,则矩阵(P^-1AP) 设n阶矩阵A正定,X是任意n维非零列向量.则R(A X ; X^T 0)=答案n+1是为啥 线性代数题 设含m个方程和n个未知向量的非齐次线性方程组AX=b关于任意一个m维常熟向量b都有解则第二个问题:设A是M*N阶矩阵,则对于齐次线性方程组AX=0有:A若r=m则方程组只有零解B若A的列 设A是n*n矩阵,X是任意的n维向量,B是任意的n阶方阵,则下列说法错误的是:(A)AB=O→A=O(B)B'AB=O→A=O (C) AX=0→A=0 (D) X'AX=0→A=O但是我只能证明A,其他三项能给出证明解释吗? 高数现代矩阵题A=E-2a*aT,E是m阶单位矩阵,a是n维单位列向量,证明任意一个n维列向量B,都有||AB||=||B||. 设A是n阶实对称矩阵,P是n阶可逆矩阵.已知n维列向量a是A的属于特征值r的特征向量,则矩阵(P^-1AP)^T属于特征值r的特征向量是( ).(A)P^-1a (B)P^Ta (C)Pa (D)(P^-1)^Ta 设A是n阶对称矩阵,B是n阶反对称矩阵,证:3A-B的平方是对称矩阵