线性代数笔记

线性代数的核心意义在于提供了一种看待世界的抽象视角:万事万物都可以被抽象成某些特征的组合,并在由预置规则定义的框架之下以静态和动态的方式加以观察。

在线性代数中,由单独的数a构成的元素被称为标量(scalar)):一个标量a可以是整数、实数或复数。如果多个标量a1,a2,··,am按一定顺序组成一个序列,这样的元素就被称为向量(vector)。显然,向量可以看作标量的扩展。原始的一个数被替代为一组数,从而带来了维度的增加,给定表示索引的下标才能唯一地确定向量中的元素。

每个向量都由若干标量构成,如果将向量的所有标量都替换成相同规格的向量,得到的就是如下的矩阵(matrix):

相对于向量,矩阵同样代表了维度的增加,矩阵中的每个元素需要使用两个索引(而非一个)确定。同理,如果将矩阵中的每个标量元素再替换为向量的话,得到的就是张量(tensor)。直观地理解,张量就是高阶的矩阵。

线性代数是用虛拟数字世界表示真实物理世界的工具。

在计算机存储中,标量占据的是零维数组;向量占据的是一维数组,例如语音信号;矩阵占据的是二维数组,例如灰度图像;张量占据的是三维乃至更高维度的数组,例如RGB图像和视频。

数理统计以概率论为理论基础,但两者之间存在方法上的本质区别。概率论作用的前提
是随机变量的分布已知,根据已知的分布来分析随机变量的特征与规律;数理统计的研究对
象则是未知分布的随机变量,研究方法是对随机变量进行独立重复的观察,根据得到的观察
结果对原始分布做出推断。

人工智能的目标就是最优化:在复杂环境与多体交互中做出最优决策。几乎所 有的人工智能问题最后都会归结为一个优化问题的求解,因而最优化理论同样是人工智能必 备的基础知识。
最优化理论(optimization)研究的问题是判定给定目标函数的最大值(最小值)是否存 在,并找到令目标函数取到最大值(最小值)的数值