2강- 1차 연립방정식과 가우스 소거법
Math for Deep Learning/Linear Algebra

2강- 1차 연립방정식과 가우스 소거법

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2강- 1차 연립방정식과 가우스 소거법


2.1 Singular Case의 예

  • 해가 없는 경우
    • Row form 에서 두 직선이 평행한 경우
    • Column form에서 벡터의 선형결합을 하려 하는데, 두 벡터가 평행한 경우
      (평행한 두 벡터를 아무리 선형결합해도, 삐딱한 벡터는 만들 수 없다)
  • 해가 무수히 많은 경우
    • Row form 에서 두 직선이 겹치는 경우
    • Column form에서 벡터의 선형결합을 하려 하는데, 주어진 벡터가 선형 종속인 경우
      (3가지 2차원 벡터가 주어졌지만 그 중 한개의 벡터는 쓸모없다)


2.2 가우스 소거법

  • 연립방정식을 푸는 방법으로, 대각선 방향의 성분이 0이 되지 않게 각 행의 정수배를 빼고 더하는 과정을 통해 해를 구하는 방법. 이 때, 대각선 방향의 성분(계수) 를 pivot 이라 한다. 모든 pivot의 값이 0이 아니면 유일한 해를 가지며, 0인 것이 존재하게 되면 singular case가 된다.
  • 가우스 소거법을 통해 나온 행렬의 모양은 다음과 같은 모양을 띤다

    모든 pivot이 0이 아니며, pivot위쪽 값만 0이 아닌 형태를 상삼각행렬이라 하고, U라고 표기한다


2.3 Breakdown - 가우스 소거법 도중 pivot에 0이 등장해 더 이상 가우스소거법이 안 되는 경우

  • 0이 등장하게 되면 아래쪽 식과 자리를 교환할 수 있다. 이를 pivoting이라 한다.



  • 위의 경우 가우스 소거법 도중 v의 계수가 0이 되어 pivoting을 하여도 v위치에 계수가 없으므로 singular case 이다.


2.4 Matrix multiplication

  • 미지수의 개수와 방정식의 개수가 같은 경우를 square system 이라 한다.
  • 미지수의 개수보다 방정식의 개수가 적으면 column vecor의 선형결합으로 해석해야 이해가 쉽다.


2.5 Block Matrix

  • 행렬의 열이나 행을 적절한 크기로 분할하여 block matrix로 계산 가능하다




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