线性代数在数据分析中起什么作用?
线性代数有什么用?这是每个在象牙塔里,在灌输式教学模式下“被学习”的学生刚开始思考的第一个问题。我仔细整理了一下学线条生成的原因,甚至列举了很多。我不知道我能否说服你:
1,如果想顺利拿到学位,线性代数的学分会帮到你;
2.想深造,考研,一定要学好网上代。因为是数学必修科目,也是研究生科目《矩阵论》、《泛函分析》的基础。比如泛函分析的起点就是含有无限个未知数的无限线性方程组的理论。
3.如果你想提高自己的科研能力,不被现代科技发展趋势所抛弃,你也必须学好,因为瑞典的L·戈丁说过,没有掌握线代的人,根本就是文盲。他在他著名的数学著作《数学概论》中说:
没有线性代数,任何数学和初等课程都是不可能的。按照目前的国际标准,线性代数是用公理化来表示的。它是第二代数学模型,其根源来自欧几里得几何、解析几何和线性方程组理论。如果不熟悉线性代数的概念,如线性性质、向量、线性空间、矩阵等。,看来你要学自然科学,甚至社会科学,几乎是文盲。
4、如果想毕业后找个好工作,还必须学行代:
l想做数学,做数学家(妈的,这个需要列出来,谁不知道线代是数学)。恭喜你,你的职业前途将是最光明的。如果你在美国工作,你可以找到最好的工作(参考本节附的一点信息)。
我想从事电子工程,嗯,电路分析,线性信号系统分析,数字滤波器分析与设计需要线生成,因为线生成是研究线性网络的主要工具;设计IC集成电路时,处理百万集合管的仿真软件需要依靠线性方程组的方法;如果想做光电和射频工程,嗯,电磁场和光波导分析都是矢量场分析。比如光调制器的分析开发需要张量矩阵,手机信号处理也离不开矩阵运算。
l想从事软件工程,嗯,3D游戏的数学基础是基于图形的矩阵运算;当然,如果你只是想玩3D游戏,也不一定要掌握线条生成。如果要做图像处理,很多图像数据处理都离不开矩阵这个强大的工具。很难想象大量没有线条生成的数学工具是在《阿凡达》后期由计算机制作的。
我想做经济研究。好的,你知道瓦西里·列昂季耶夫吗?哈佛大学教授,1949年,用计算机计算了42个方程的42个未知数的方程组,这些方程组是由美国统计局的25万个经济数据组成的。他开启了研究经济数学模型的新时代。这些模型通常是线性的,即由线性方程来描述,这种模型被称为列昂惕夫的“投入产出”模型。列昂惕夫从65438年到0973年获得诺贝尔经济学奖。
我是个很好的领导者。嗯,要知道运筹学,运筹学的一个重要课题就是线性规划。许多重要的管理决策都是基于线性规划模型做出的。线性规划的知识就是直线生成的知识。例如,航空运输业使用线性规划来安排航班、监控航班和维护机场的运行。再比如,作为一个大商场的老板,线性规划可以帮助你合理安排各种商品的采购,实现利润最大化。
l对于其他工程领域,没有不使用在线生成的地方。如果进行建筑工程,那么奥运场馆鸟巢的受力分析就需要线生成的工具;石油勘探和勘探设备获得的大量数据所满足的成千上万个方程,需要你的线生成知识来求解;在飞机设计中,需要研究飞机表面的气流,这涉及到反复求解大型线性方程组。在这个过程中,有两个矩阵运算技巧:分块处理和稀疏矩阵的LU分解;作为餐饮行业,构建营养饮食也需要解线性方程组。知道有限元法吗?这种在工程分析中非常有效的有限元方法是基于求解线性方程的。你知道马尔可夫链吗?这个“链”很神奇,它被用于制作生物、商业、化学、工程、物理等多个学科的数学模型。实际上,马尔可夫链是由随机变量矩阵确定的概率向量序列。看,矩阵和向量又出现了。
此外,矩阵的特征值和特征向量可以用来研究物理和化学领域的微分方程,连续或离散的动力系统,甚至被数学生态学家用来预测原始森林被砍伐到什么程度,会导致猫头鹰种群的灭绝;众所周知的最小二乘算法广泛应用于各种工程领域,将实验中获得的大量测量数据拟合为理想的直线或曲线。最小二乘拟合算法的本质是求解超定线性方程组。二次型经常出现在线性代数在工程(标准设计和优化)和信号处理(输出噪声功率)的应用中。它们也经常出现在物理学(如势能和动能)、微分几何(如曲面的法曲率)、经济学(如效用函数)和统计学(如信念椭球)中。一些这样的应用例子的数学背景可以很容易地转换成对称矩阵的研究。
呵呵(脸红),说实话,我没有足够的经验来说明线生成在各种工程领域的应用,只能笼统的说一下上面线生成的一些基本应用。因为如果真的要讲解一个线生成的应用,就必须充分了解所要应用领域的知识,最好有实际工程应用经验在里面;此外,线性代数在各种工程领域有许多应用。今天成为工程通才只是一个传说。
综上所述,线性代数的应用领域几乎可以覆盖所有的工程技术领域。如果想了解更详细的申请资料,我建议看《线性代数与应用》,这是美国David C. Lay教授编写的最现代、最受欢迎的教材。国内的教材,可以看看《线性代数实务与MATLAB入门》,是西安电子科技大学陈教授编写的最实用的新教材。
——摘自任光谦、胡《线性代数的几何意义》。