数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Rank and invertible matrices

Doug I. Jones

Doug I. Jones

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如果你也在 怎样代写线性代数Linear algebra 学科遇到相关的难题,请随时右上角联系我们的24/7代写客服。线性代数Linear algebra是几乎所有数学领域的核心。例如,线性代数是现代几何学展示的基础,包括定义线、平面和旋转等基本对象。另外,函数分析是数学分析的一个分支,可以看作是线性代数在函数空间的应用。

线性代数Linear algebra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。线性代数也被用于大多数科学和工程领域,因为它可以对许多自然现象进行建模,并对这些模型进行有效计算。对于不能用线性代数建模的非线性系统,它经常被用来处理一阶近似,利用这样一个事实:一个多变量函数在某一点的微分是最接近该点的函数的线性图。

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数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Rank and invertible matrices

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Rank and invertible matrices

In this subsection we discuss the relationships between rank and invertible matrices.
Proposition (3.30). Let $\mathbf{A}$ be an $n$ by $n$ matrix. The matrix $\mathbf{A}$ is invertible $\Leftrightarrow \operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$.
What does this mean?
Matrix is invertible $\Leftrightarrow$ it has no redundant rows. We say that the matrix $\mathbf{A}$ has full rank.
Proof.
$(\Rightarrow)$. We assume matrix $\mathbf{A}$ is invertible. By (1.35):
Theorem (1.35). Let $\mathbf{A}$ be a $n$ by $n$ matrix, then the following are equivalent:
(a) The matrix $\mathbf{A}$ is invertible.
(b) The reduced row echelon form of the matrix $\mathbf{A}$ is the identity matrix $\mathbf{I}$.
The reduced row echelon form of the matrix $\mathbf{A}$ is the identity $n$ by $n$ matrix $\mathbf{I}$. Thus there are $n$ non-zero rows of $\mathbf{I}$, therefore $\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$.
$(\Leftarrow)$. In this case, we assume that $\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$ and we need to prove that the matrix $\mathbf{A}$ is invertible. Since $\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$, the reduced row echelon form of $\mathbf{A}$ has no zero rows. By (1.39);
Proposition (1.39). $\mathbf{R}$ has at least one row of zeros $\Leftrightarrow \mathbf{A}$ is non-invertible (singular).
This means that matrix A must be invertible.
Hence if a square matrix is not of full rank then it is non-invertible.

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|How can we write the general solution to Ax = O?

$$
\left(\begin{array}{ccc}
a_{11} & \cdots & a_{1 n} \
\vdots & \ddots & \vdots \
a_{m 1} & \cdots & a_{m n}
\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}
x_1 \
\vdots \
x_n
\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}
0 \
\vdots \
0
\end{array}\right)
$$
Multiplying these matrices we have:
$$
\begin{aligned}
& a_{11} x_1+\cdots+a_{1 n} x_n=0 \
& \vdots \quad \vdots \quad \vdots \quad \vdots \
& a_{m 1} x_1+\cdots+a_{m n} x_n=0 \
&
\end{aligned}
$$
We can write this in terms of the column vectors $\mathbf{c}1, \mathbf{c}_2, \ldots$ and $\mathbf{c}_n$ of matrix $\mathbf{A}$ : $$ \left(\begin{array}{c} \mathbf{c}_1 \ a{11} \
\vdots \
a_{m 1}
\end{array}\right) x_1+\cdots+\left(\begin{array}{c}
\mathbf{c}n \ a{1 n} \
\vdots \
a_{m n}
\end{array}\right) x_n=\left(\begin{array}{c}
0 \
\vdots \
0
\end{array}\right)
$$
Note that the left hand side is a linear combination of the column vectors $\mathbf{c}_1, \mathbf{c}_2, \ldots$ and $\mathbf{c}_n$ of matrix A. Recall that this linear combination is the column space of the matrix $\mathbf{A}$. The null space consists of vectors $\mathbf{x}=\left(\begin{array}{llll}x_1 & x_2 & \cdots & x_n\end{array}\right)^T$ such that they satisfy the linear combination $\left(^*\right)$.
The null space is a non-empty set.

How do we know it is non-empty?
Because the homogeneous system $\mathbf{A x}=\mathbf{O}$ always has the trivial solution $\mathbf{x}=\mathbf{O}$ $\left(x_1=\cdots=x_n=0\right)$ so we know the null space of matrix $\mathbf{A}$ is not empty.

Proposition (3.32). If $\mathbf{A}$ is a matrix with $n$ columns then the null space $N(\mathbf{A})$ is a subspace of $\mathbb{R}^n$.

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线性代数代考

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|Rank and invertible matrices

在这个小节中,我们讨论秩矩阵和可逆矩阵之间的关系。
提案(3.30)。设$\mathbf{A}$是一个$n$ × $n$矩阵。矩阵$\mathbf{A}$是可逆的$\Leftrightarrow \operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$。
这是什么意思?
矩阵是可逆的$\Leftrightarrow$它没有冗余行。我们说矩阵$\mathbf{A}$是满秩的。
证明。
$(\Rightarrow)$。假设矩阵$\mathbf{A}$是可逆的。By (1.35):
定理(1.35)。设$\mathbf{A}$为$n$ × $n$矩阵,则下列式等价:
(a)矩阵$\mathbf{A}$可逆。
(b)矩阵$\mathbf{A}$的行简化阶梯形是单位矩阵$\mathbf{I}$。
矩阵$\mathbf{A}$的行简化阶梯形是单位$n$除以$n$矩阵$\mathbf{I}$。因此有$n$的非零行$\mathbf{I}$,因此$\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$。
$(\Leftarrow)$。在这种情况下,我们假设$\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$我们需要证明矩阵$\mathbf{A}$是可逆的。因为$\operatorname{rank}(\mathbf{A})=n$, $\mathbf{A}$的行简化阶梯形没有零行。By (1.39);
命题(1.39)。$\mathbf{R}$至少有一行零$\Leftrightarrow \mathbf{A}$是不可逆的(奇异的)。
这意味着矩阵A一定是可逆的。
因此,如果一个方阵不是满秩的,那么它就是不可逆的。

数学代写|线性代数代写linear algebra代考|How can we write the general solution to Ax = O?

$$
\left(\begin{array}{ccc}
a_{11} & \cdots & a_{1 n} \
\vdots & \ddots & \vdots \
a_{m 1} & \cdots & a_{m n}
\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}
x_1 \
\vdots \
x_n
\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}
0 \
\vdots \
0
\end{array}\right)
$$
将这些矩阵相乘,我们得到:
$$
\begin{aligned}
& a_{11} x_1+\cdots+a_{1 n} x_n=0 \
& \vdots \quad \vdots \quad \vdots \quad \vdots \
& a_{m 1} x_1+\cdots+a_{m n} x_n=0 \
&
\end{aligned}
$$
我们可以把它写成矩阵$\mathbf{A}$: $$ \left(\begin{array}{c} \mathbf{c}1 \ a{11} \ \vdots \ a{m 1}
\end{array}\right) x_1+\cdots+\left(\begin{array}{c}
\mathbf{c}n \ a{1 n} \
\vdots \
a_{m n}
\end{array}\right) x_n=\left(\begin{array}{c}
0 \
\vdots \
0
\end{array}\right)
$$的列向量$\mathbf{c}1, \mathbf{c}_2, \ldots$和$\mathbf{c}_n$的形式
注意,左边是矩阵a的列向量$\mathbf{c}_1, \mathbf{c}_2, \ldots$和$\mathbf{c}_n$的线性组合,回想一下,这个线性组合是矩阵$\mathbf{A}$的列空间。零空间由满足线性组合$\left(^*\right)$的向量$\mathbf{x}=\left(\begin{array}{llll}x_1 & x_2 & \cdots & x_n\end{array}\right)^T$组成。
零空间是一个非空集合。

我们怎么知道它不是空的?
因为齐次方程组$\mathbf{A x}=\mathbf{O}$总是有平凡解$\mathbf{x}=\mathbf{O}$$\left(x_1=\cdots=x_n=0\right)$所以我们知道矩阵$\mathbf{A}$的零空间不是空的。

命题(3.32)。如果$\mathbf{A}$是一个包含$n$列的矩阵,那么零空间$N(\mathbf{A})$是$\mathbb{R}^n$的一个子空间。

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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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