数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Matrix spaces and spaces of polynomials

2023年4月7日

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线性代数是平坦的微分几何,在流形的切线空间中服务。时空的电磁对称性是由洛伦兹变换表达的,线性代数的大部分历史就是洛伦兹变换的历史。

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  • Longitudinal Data Analysis 纵向数据分析
  • Foundations of Data Science 数据科学基础

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Matrix spaces and spaces of polynomials

Up to this point and although our definitons are general, in practical terms we have been focusing on $\mathbb{K}^n$. It is now the time to see what we get when addressing these concepts in more general vector spaces.

The ordered standard basis of the space $\mathrm{M}{k, n}(\mathbb{K})$ of the $k \times n$ real matrices is the ordered set consisting of the real $k \times n$ matrices having all entries but one equal to zero which takes value 1 ; the ordering is such that the non-zero entry in the first matrix is entry-11 and it ‘circulates’ along the lines from left to right. For example, in the case of $\mathrm{M}_2(\mathbb{K})$, the standard basis is $$ \mathcal{B}_c=\left(\left[\begin{array}{ll} 1 & 0 \ 0 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{ll} 0 & 1 \ 0 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{ll} 0 & 0 \ 1 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{ll} 0 & 0 \ 0 & 1 \end{array}\right]\right) $$ Given a matrix $A=\left[a{i j}\right]$, we have
$$
A=\left[\begin{array}{ll}
a_{11} & a_{12} \
a_{21} & a_{22}
\end{array}\right]=a_{11}\left[\begin{array}{ll}
1 & 0 \
0 & 0
\end{array}\right]+a_{12}\left[\begin{array}{ll}
0 & 1 \
0 & 0
\end{array}\right]+a_{21}\left[\begin{array}{ll}
0 & 0 \
1 & 0
\end{array}\right]+a_{22}\left[\begin{array}{ll}
0 & 0 \
0 & 1
\end{array}\right] .
$$
Hence it is clear that $A$ is a linear combination of the vectors, i.e., of the matrices, in $\mathcal{B}c$. It is also easy to see that $\mathcal{B}_c$ is a linearly independent set. In fact $$ \alpha_1\left[\begin{array}{ll} 1 & 0 \ 0 & 0 \end{array}\right]+\alpha_2\left[\begin{array}{ll} 0 & 1 \ 0 & 0 \end{array}\right]+\alpha_3\left[\begin{array}{ll} 0 & 0 \ 1 & 0 \end{array}\right]+\alpha_4\left[\begin{array}{ll} 0 & 0 \ 0 & 1 \end{array}\right]=\left[\begin{array}{ll} 0 & 0 \ 0 & 0 \end{array}\right], $$ yields $\alpha_1=\alpha_2=\alpha_3=\alpha_4=0$, which shows that $\mathcal{B}_c$ is linearly independent. We see that $\mathcal{B}_c$ is a basis of $\mathrm{M}_2(\mathbb{K})$ and that, for a matrix $A$ as above, the coordinate vector $A{\mathcal{B}c}$ of $A$ relative to the basis $\mathcal{B}_c$ is $\left(a{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}\right)$ which lies in $\mathbb{K}^4$. We have then that any matrix
$$
A=\left[\begin{array}{ll}
a_{11} & a_{12} \
a_{21} & a_{22}
\end{array}\right]
$$
has an image in $\mathbb{K}^4$ according to
$$
\begin{aligned}
T: \mathrm{M}2(\mathbb{K}) & \rightarrow \mathbb{K}^4 \ A & \mapsto A{\mathcal{B}}=\left(a_{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}\right) .
\end{aligned}
$$
Observe that Proposition 3.5 guarantees that $T$ is bijective.

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Existence and construction of bases

Lately we have seen how important bases are: they act as a ‘system of coordinates’ with respect to which the space is described. This even allows for treating any space having a basis with $n$ vectors like $\mathbb{K}^n$ (cf. §3.3.1).

One might ask however whether this is always possible. Given a space, does it always have a basis? And if it has two bases, say, is there a relation between their cardinality?

The next two theorems answer these questions for spaces having a spanning set. But before going into that, it should be pointed out that not all spaces have a spanning set, that is, a finite set whose span coincides with the space. For example, if one considers the set $\mathbb{P}$ of real polynomials, it is impossible to find such a set for $\mathbb{P}$. (Why?)
Theorem 3.3 Every vector space over $\mathbb{K}$ with a spanning set has a basis.
Here we adopt the convention that the empty set $\emptyset$ is a basis of $V={\mathbf{0}}$.
Proof The case $V={0}$ holds trivially. Let $V \neq{0}$ and let $X$ be a spanning set of $V$. We show next that $X$ contains a maximal linearly independent set $Y$, that is, any other subset of $X$ which contains $Y$ properly is linearly dependent.

Let $\boldsymbol{y}_1$ be a non-zero vector in $X$, and observe that $\left{\boldsymbol{y}_1\right}$ is linearly independent. Now two situations can occur: either (a) every other vector of $X$ lies in the subspace spanned by $\boldsymbol{y}_1$, or (b) we can find $\boldsymbol{y}_2 \in X$ such that $\left{\boldsymbol{y}_1, \boldsymbol{y}_2\right}$ is linearly independent.

线性代数代考

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Matrix spaces and spaces of polynomials

到目前为止,虽然我们的定义是通用的,但实际上我们 一直专注于 $\mathbb{K}^n$. 现在是时候看看在更一般的向量空间中 解决这些概念时我们得到了什么。
空间的有序标准基础 $\mathrm{M} k, n(\mathbb{K})$ 的 $k \times n$ 实矩阵是由实 矩阵组成的有序集 $k \times n$ 具有所有条目但一个等于零的 矩阵,其值为 1 ;排序是这样的,第一个矩阵中的非零 条目是条目 11,它沿着从左到右的线“循环”例如,在 这种情况下 $\mathrm{M}2(\mathbb{K})$ ,标准基础是 $$ \mathcal{B}_c=\left(\left[\begin{array}{llll} 1 & 0 & 0 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{llll} 0 & 1 & 0 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{llll} 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}\right],\left[\begin{array}{l} 0 \end{array}\right.\right. $$ 给定一个矩阵 $A=[a i j]$ ,我们有 $$ A=\left[\begin{array}{llll} a{11} & a_{12} & a_{21} & a_{22}
\end{array}\right]=a_{11}\left[\begin{array}{cccc}
1 & 0 & 0 & 0
\end{array}\right]+a_{12}[
$$
因此很明显 $A$ 是向量的线性组合,即矩阵的线性组合, 在 $\mathcal{B} c$. 也很容易看出 $\mathcal{B}c$ 是线性独立的集合。实际上 $\alpha_1\left[\begin{array}{llll}1 & 0 & 0 & 0\end{array}\right]+\alpha_2\left[\begin{array}{llll}0 & 1 & 0 & 0\end{array}\right]+\alpha_3\left[\begin{array}{llll}0 & 0 & 1 & 0\end{array}\right]$ 产量 $\alpha_1=\alpha_2=\alpha_3=\alpha_4=0$, 这表明 $\mathcal{B}_c$ 是线性独立 的。我们看到 $\mathcal{B}_c$ 是一个基础 $\mathrm{M}_2(\mathbb{K})$ 而且,对于一个矩 阵 $A$ 如上,坐标向量 $A \mathcal{B} c$ 的 $A$ 相对于基础 $\mathcal{B}_c$ 是 $\left(a 11, a{12}, a_{21}, a_{22}\right)$ 它位于 $\mathbb{K}^4$. 那么我们有任何矩阵
$$
A=\left[\begin{array}{llll}
a_{11} & a_{12} & a_{21} & a_{22}
\end{array}\right]
$$
有一个图像 $\mathbb{K}^4$ 根据
$$
T: \mathrm{M} 2(\mathbb{K}) \rightarrow \mathbb{K}^4 A \quad \mapsto A \mathcal{B}=\left(a_{11}, a_{12}, a_{21}, a_{22}\right)
$$
请注意,提案 3.5 保证 $T$ 是双射的。

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Existence and construction of bases

最近我们看到了基础的重要性:它们充当描述空间的“坐 标系”。这甚至允许处理任何有基础的空间 $n$ 向量像不 ${ }^n$ (参见§3.3.1) 。
然而,有人可能会问这是否总是可能的。给定一个空 间,它总是有基础吗? 如果它有两个基数,比如说,它 们的基数之间是否存在关系?
接下来的两个定理回答了具有生成集的空间的这些问 题。但在此之前,需要指出的是,并非所有空间都有生 成集,即跨度与空间重合的有限集。例如,如果考虑集 合 $P$ 的实多项式,不可能找到这样的集合 $P$. (为什 么? )
定理 3.3 上的每个向量空间 $\mathbb{K}$ 与生成集有一个基础。 这里我们采用空集的约定 $\emptyset$ 是一个基础 $V=\mathbf{0}$.
证明案例 $V=0$ 平凡成立。让 $V \neq 0$ 然后让 $X$ 是一个跨 越集 $V$. 接下来我们展示 $X$ 包含最大线性独立集 $Y$ ,也就 是说,任何其他子集 $X$ 其中包含 $Y$ 正确地是线性相关 的。
让 $\boldsymbol{y}_1$ 是一个非零向量 $X ,$ 并观察到
Ueft{\boldsymbol{y}_1 1right} 是线性独立的。现在可能会 发生两种情况:要么 (a) $X$ 位于跨越的子空间 $\boldsymbol{y}_1$ ,或者 (b) 我们可以找到 $\boldsymbol{y}_2 \in X$ 这样
Veft{{boldsymbol{y}_1, lboldsymbol{y}__2lright} 是线性独立的。

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金融工程代写

金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题,以及设计新的和创新的金融产品。

非参数统计代写

非参数统计指的是一种统计方法,其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型;这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。

广义线性模型代考

广义线性模型(GLM)归属统计学领域,是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。

术语 广义线性模型(GLM)通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归,以及方差分析和方差分析(仅含固定效应)。

有限元方法代写

有限元方法(FEM)是一种流行的方法,用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。

有限元是一种通用的数值方法,用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程(即一些边界值问题)。为了解决一个问题,有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分,称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的,它是通过构建对象的网格来实现的:用于求解的数值域,它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统,以模拟整个问题。然后,有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。

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随机分析代写


随机微积分是数学的一个分支,对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。

时间序列分析代写

随机过程,是依赖于参数的一组随机变量的全体,参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现,其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值(如1秒,5分钟,12小时,7天,1年),因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中,往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录,以得到其自身发展的规律。

回归分析代写

多元回归分析渐进(Multiple Regression Analysis Asymptotics)属于计量经济学领域,主要是一种数学上的统计分析方法,可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系,在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中,其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括:数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发,包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统,其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题,尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题,而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问,这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展,得到了许多用户的投入。在大学环境中,它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域,MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要,工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数(M 文件)的综合集合,可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。

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