机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识

一、矩阵和向量

1、矩阵

矩阵一般用大写字母表示

(1)矩阵示例: 
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(2)矩阵维度:矩阵的行数*矩阵的列数 
在上图矩阵中,A的维度是4*2=8,B的维度是2*3=6

(3)机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识表示矩阵A的第i行第j列的元素。 
以矩阵A为例: 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = 1402 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = 191 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = 1437 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = Undefined(Error

(4)矩阵记法,记作机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识,其中m表示矩阵的行数,n表示矩阵的列数。 
上述A矩阵可表示为:机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识,上述B矩阵可表示为:机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识

2、向量

向量一般用小写字母表示

(1)向量就是维数为n*1的矩阵。

(2)向量示例: 
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此向量是一个四维向量,含有四个元素,用机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识表示。

(3)用机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识表示向量的第i个元素。 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = 460 
机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识 = 315

(4)1-indexed VS 0-indexed

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二、加法和标量乘法

1、矩阵加法(要求两矩阵同维) 
示例: 
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2、标量乘法 
所谓标量,是指一个实数,标量乘法即实数和矩阵相乘。 
示例: 
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(3)结合算法示例: 
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三、矩阵向量相乘

1、矩阵向量乘法的细节如下图: 
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2、示例: 
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3、将矩阵向量相乘运用到机器学习中: 
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有四间房子的大小分别为:2104,1416,1534,852。其拟合函数h(x)=-40+0.25*x; 
则算出这四间房子对应的h(x)的大小,可以采用下面的方法: 
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四、矩阵和矩阵相乘

1、矩阵与矩阵相乘的细节部分: 
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2、矩阵与矩阵相乘的示例: 
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3、矩阵与矩阵乘法的应用 
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五、矩阵乘法的性质

1、不满足交换律,即A*B≠B*A

2、满足结合律,即A*B*C=(A*B)C=A(B*C)

3、数乘运算 
单位阵:对角线元素为1,其他位置元素为0,例如,机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识  和  机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识

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六、逆矩阵和转置矩阵

1、逆矩阵 
若A是m*m矩阵且A有逆矩阵,则机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识(I为单位阵)

注: 
(1)只有方阵存在逆矩阵。 
(2)O矩阵不存在逆矩阵,因为找不到一个矩阵和O矩阵相乘得到单位阵。 
(3)不存在逆矩阵的矩阵叫做奇异矩阵或者退化矩阵,例如O矩阵。

2、转置矩阵 
令A是m*n矩阵,B=机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识,则B是n*m矩阵,且机器学习1.3--机器学习所需要的基础数学知识

举例: 
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