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无“线”不以成“形”,线性代数的出现,体现人类思考方向的本质

 鹏天阁隐龙斋主 2019-07-11

数学作为任何研究现象的源泉,我们所学的一切逻辑和实验中的研究顺序都是以数学为范例进行度量,数学具有无穷的魅力。它是巫师的巫术,是魔法师的魔杖。

从古到今,数学作为一门给人聪明和方法的学问存在于世界中,普天之下,不懂数学者必会被淘汰,作为推进我们学习进步的科学,数学让我们变得更加智慧,让我们确定了思考的方向,在数学中,为了研究空间几何的本质,人们将方程组和向量结合起来,用以解决数学上的复杂问题,以数学模型来诠释空间关系,这就是线代。

无“线”不以成“形”,线性代数的出现,体现人类思考方向的本质

线性代数指什么

顾名思义,所谓的线性解决的关于直线的问题,也就是将数学的多个方面总结成一条线,能够用线解决的事情绝对不用其他的方式,我们在研究数学的过程中,通常会采用两种方式,一种是采用空间几何的策略,一种是代数分布的特性。将两种方式结合,就得到了表达未知数的方程,所谓线性代数也是如此,虽然一条线代表一个方程组,那么空间几何上的直线就不适用于面,它表示的是两条面的相交,这就是空间上的线,通常空间上含有X,Y,Z三个未知数,所以线性方程表示的就是三个未知数求值的过程。

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线性代数的起源

线性代数的起源是从家庭问题开始的,当时有个人买了一笼兔子和鸡,为了方便,他把鸡和兔子放在了一个笼子里,但并没有清查数量,这时候来了一个数学家,问他已知这个笼子里有180只脚,头数共50个那么请问一共有几只兔子和鸡,但这人并不知道道如何计算,于是数学家就告诉他假设鸡脚数和兔脚数一样,可以设鸡脚数为X,兔脚数为Y,那么就有180-Xx50/Y-X=兔数,那么也有180-兔数就有了鸡数,但是总有一个数是不知道的,那么鸡数就可以设为Z,形成三种变量的关系,这就能解决这个问题。

在我国的数学著作里面也对于这种解法做了详细的概述,并提出通过增加一个矩阵的方式来消灭这个多出来的未知数,那么这就是它的开始了。

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历代数学家对于线性代数的追寻

虽然线性代数是从我国开始,但严格意义上来讲那并不是真正的线性,只是简单的方程组消元的工作。不过经过历代西方数学家的不断努力,线性代数就以一个比较完整的面貌展现在我们的眼前。

在17世纪笛卡尔和费马的努力下,线性代数终于基本上出现了,不过在那个时候线性代数的研究方向也仅仅在平面和直线上,超出两者的三维几何并没有出现,在将近20世纪才浮现在人们的眼前。

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到了19世纪,凯莱提出了研究空间关系的矩阵假说,为线性代数的出现奠定了基础,这就让后人定义了空间限性,这时候线代才有了起色。

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在后来向量空间的提出被运用到线性代数上,而线性映射就作为一种摆脱矩阵的束缚的基,交换体能推导出算子的范围。在这之后,才有了现代意义上的线性代数。

线性代数的学术意义

以数学为,在数学的理论研究中,定理化和逻辑,归纳都少不了线代的作用,它是理论的奠基者,将数学问题简化,因此今天我们看到的诸多定义都是在线性代数的归纳下总结的,它是对数学问题的最好诠释。

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曲线那么复杂多变,线性代数将复杂的数学曲线问题变值,在工程测量以及计算机基础上都有着广泛的运用,它展现了复杂问题也是可以通过直的思考方式来解决的。同时,微积分的曲直问题和线性代数关系很大,因为它能够实现线性和非线性的转化,而不是一种思考方向了。

在科技领域,基本上不存在很复杂的问题,因为线性代数把它们都变成能够解决的线了,如果你遇到问题不采用线性代数,那么你就是5%的傻瓜了。

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作者的想法

最终,无限不以成形,线性的出现让人们少走了很多弯路,要想走得快,绝对要选择一种合适的方法,线性代数不仅教会了人们要简化,而且还体现了人类思考方向的本质——往最简单的方向上想。

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