BaseHalf
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两个向量相加,就是把对应位置上的数加在一起

我在同一个 BaseHalf 文件夹里,从 §1.2 的开篇定义长出一条笔记,核对了逐项相加的性质,并用切片和减法做了习题 1.6。

前两篇的笔记还在这个文件夹里。vmls-note.md 仍然指向印刷第 3 页的开篇定义,01-notation.md 里还有从 1 开始的下标、拼接规则,以及会过载的 0。我用 BaseHalf 0.6.1 打开同一个桌面文件夹,从印刷第 11 页接着读。

这是精读 Boyd 与 Vandenberghe 的《Introduction to Applied Linear Algebra》的第 3 篇。我没有另起一块画布,也没有把加法当成一种新的对象。它是作用在同一类有序列表上的运算。

从加法定义长出的笔记

我在 Card Detail 里翻到阅读器第 21 页,也就是印刷第 11 页,选中 §1.2 的开篇定义,再选择 Grow branch。这个动作仍然是在阅读器里、选中一段文字之后发生的,不是从画布封面发起的。新文件是 vmls-note-3.md。它的 upstream 里已经写上了 vmls.pdf,并指回第 21 页。

这次选中的句子是完整的:两个同样长度的向量,可以把对应位置上的分量加起来,得到一个同样长度的向量,叫做它们的和。我要记住的限制就是长度。3 维向量不能和 4 维向量相加。加号对数字和向量是同一个符号,到底是哪一种,取决于两边写的是什么。这和我已经在 0 上见过的过载是同一类事情。

减法,以及我实际核对过的四条性质

我在同一个阅读器里读完印刷第 12 页,把理解写进 03-addition.md,并把书、这条新的 Grow branch 笔记,以及更早的记法笔记列为 upstream。

减法就是把加号换成减号,结果叫做差。我用前面笔记里从 1 开始的下标,把书上的第一个加法重算了一遍:

(0, 7, 3) + (1, 2, 0) = (1, 9, 3)

减法是

(1, 9) − (1, 1) = (0, 8)

书上列出了同样长度的向量的四条性质,并示范了怎样用定义、再加上普通数字的交换律,推出加法交换律。我跟着推了一遍,并用同一个 3 维例子核对其余几条。

若 a = (0, 7, 3),b = (1, 2, 0),则 b + a 同样是 (1, 9, 3)。再加上 c = (1, 0, 1),(a + b) + c 和 a + (b + c) 都是 (2, 9, 4),所以 a + b + c 的写法没有歧义。加上零向量不会改变 a,这里的 0 必须是和 a 同样长度的零向量,这正是 01-notation.md 里已经记下的过载。最后,a − a 就是这个零向量:(0, 7, 3) − (0, 7, 3) = (0, 0, 0)。

我还没有把这些内容当成线性空间。我现在有加法,还没有数乘。

印刷第 12 页上的第一组例子是位移。如果 a 和 b 是位移,a + b 就是先做 a 再做 b 的净位移,而 b + a 会到达同一个地方,这正是我刚核对过的交换律的几何说法。如果 p 是位置、a 是位移,p + a 就是新的位置。如果 p 和 q 是两个位置,p − q 是从 q 到 p 的位移。词频和物料清单用的还是同一种逐项相加,只是有了具体含义。印刷第 13、14 页上更后面的例子,我留到下一篇。

习题 1.6

解答写在 03-exercises.md 里。我只用了 §1.1 前半的切片,以及刚刚读到的减法。题目本身留在书中,在印刷第 26 页。

x 是 n 维向量。它对应的差分向量 d 是 n − 1 维的,分量是相邻两项的变化,笔记里写成 d = (x_2 − x_1, …, x_n − x_{n-1})。切片 x_{2:n} 是 (x_2, …, x_n),x_{1:n-1} 是 (x_1, …, x_{n-1})。它们长度都是 n − 1,可以相减,而这个差正好就是 d:

d = x_{2:n} − x_{1:n-1}

我用自己写的一个短列表核对:x = (3, 1, 4, 2),那么 d 应该是 (−2, 3, −2)。切片是 (1, 4, 2) 和 (3, 1, 4),(1, 4, 2) − (3, 1, 4) = (−2, 3, −2)。如果 x 是时间序列,d 就是相邻两期的变化。我没有用到线性组合或内积,这两项我都还没读到。

我是对照减法的定义和 01-notation.md 里的切片规则来核对的,没有去查题解。这次没有请智能体批改。

同一学习文件夹在读完 §1.2 前半之后:教材、更早的笔记、指向第 21 页的新 Grow branch 笔记,以及加法笔记和练习笔记,连接已经写在文件里。

文件夹里继续留下的东西

vmls-note-3.md、03-addition.md 和 03-exercises.md 现在和 §1.1 的定义、例子放在同一个文件夹里。下次打开这个窗口,这些笔记都还在。和的更多含义,以及加号不能表示什么,是下一篇要读的内容。

这是“用 BaseHalf 学应用线性代数”的第 3 篇,精读《Introduction to Applied Linear Algebra》。上一篇:同一类列表,可以是颜色、持仓,也可以是一周的用电。下一篇:同一种逐项相加,可以是一笔交易,也可以是一个出清的市场。