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20 changes: 15 additions & 5 deletions LA_01_01_01.ipynb
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -17,9 +17,13 @@
"metadata": {},
"source": [
"本代码首先导入了用于数值计算的 NumPy 库,目的是利用其高效的数组操作功能。数学上,我们可以把数据看作一个向量,这里定义的 Python 列表 \n",
"$$a\\_list = [1,\\,2,\\,3,\\,4,\\,5,\\,6,\\,7,\\,8,\\,9,\\,10]$$ \n",
"$$\n",
"a\\_list = [1,\\,2,\\,3,\\,4,\\,5,\\,6,\\,7,\\,8,\\,9,\\,10]\n",
"$$\n",
"包含 $10$ 个元素。接下来,利用 NumPy 的 array 函数将这个列表转换为一个一维数组,我们将其视为一个行向量,记作 \n",
"$$a = [1,\\; 2,\\; 3,\\; 4,\\; 5,\\; 6,\\; 7,\\; 8,\\; 9,\\; 10].$$ \n",
"$$\n",
"a = [1,\\; 2,\\; 3,\\; 4,\\; 5,\\; 6,\\; 7,\\; 8,\\; 9,\\; 10].\n",
"$$\n",
"\n",
"数组的维数由属性 $a.ndim$ 得到,此处 $dim = 1$,表明这是一个一维向量。数组的形状由 $a.shape$ 给出,返回值为 $(10,)$,说明行向量在其唯一的维度上共有 $10$ 个元素。\n",
"\n",
Expand All @@ -30,11 +34,17 @@
"- $a[-2]$ 返回倒数第二个元素(对应 $a_9$)。\n",
"\n",
"切片操作则用于提取向量的子部分。切片表达式采用半开区间的形式,如 $a[0:2]$ 表示从索引 $0$ 开始,直到索引 $2$(不含 $2$)的所有元素,即得到 \n",
"$$a_{\\text{slice}} = [1,\\; 2].$$ \n",
"$$\n",
"a_{\\text{slice}} = [1,\\; 2].\n",
"$$\n",
"同样,$a[:2]$ 是简写形式,效果相同。表达式 $a[1:]$ 则提取从索引 $1$(即数学中的 $a_2$)开始到最后的所有元素,得到 \n",
"$$a_{\\text{slice}} = [2,\\; 3,\\; 4,\\; 5,\\; 6,\\; 7,\\; 8,\\; 9,\\; 10].$$ \n",
"$$\n",
"a_{\\text{slice}} = [2,\\; 3,\\; 4,\\; 5,\\; 6,\\; 7,\\; 8,\\; 9,\\; 10].\n",
"$$\n",
"此外,$a[-3:]$ 和 $a[7:]$ 均提取了最后 $3$ 个元素,因为索引 $7$ 对应的是第 $8$ 个元素,于是得到 \n",
"$$a_{\\text{slice}} = [8,\\; 9,\\; 10].$$\n",
"$$\n",
"a_{\\text{slice}} = [8,\\; 9,\\; 10].\n",
"$$\n",
"\n",
"总体来说,这段代码展示了如何从数学上定义的行向量转化为 NumPy 数组,并通过索引与切片操作实现对向量元素的访问与提取,同时强调了 Python 中零索引与数学中常见的一索引之间的差别。"
]
Expand Down
8 changes: 6 additions & 2 deletions LA_01_07_03.ipynb
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Expand Up @@ -25,9 +25,13 @@
"已知一个二维向量 $\\mathbf{a} = \\begin{bmatrix} 3 \\\\ 4 \\end{bmatrix}$,我们希望将它分解为两个正交方向上的分量:\n",
"\n",
"- 方向一:与单位向量 $\\mathbf{v}_1$ 方向相同,定义为 \n",
" $$\\mathbf{v}_1 = \\begin{bmatrix} \\cos\\theta \\\\ \\sin\\theta \\end{bmatrix}$$\n",
" $$\n",
" \\mathbf{v}_1 = \\begin{bmatrix} \\cos\\theta \\\\ \\sin\\theta \\end{bmatrix}\n",
" $$\n",
"- 方向二:与单位向量 $\\mathbf{v}_2$ 方向相同,垂直于 $\\mathbf{v}_1$,定义为 \n",
" $$\\mathbf{v}_2 = \\begin{bmatrix} -\\sin\\theta \\\\ \\cos\\theta \\end{bmatrix}$$\n",
" $$\n",
" \\mathbf{v}_2 = \\begin{bmatrix} -\\sin\\theta \\\\ \\cos\\theta \\end{bmatrix}\n",
" $$\n",
"\n",
"$\\mathbf{v}_1$ 和 $\\mathbf{v}_2$ 构成一个二维空间中的**标准正交基底(orthonormal basis)**。\n",
"\n",
Expand Down