변환행렬 5

18-6. 고유기저와 좌표계

(1) 고유기저 변환 T는 Rn -> Rn으로 사상하는 변환이고, T(x) = Ax로 나타낼 수 있다. 만약, n개의 선형독립인 고유벡터로 이뤄진 행렬 A가 있다고 가정해보자. A가 {v1, v2, ..., vn}의 벡터로 이뤄져있으며, 이러한 고유기저벡터 집합을 B라고 해보자. 각 고유벡터를 변환 T해보자. T(v1) = Av1 = λ1v1 + 0v2 + ... + 0vn (λ1은 고유값) T(v2) = Av2 = 0v1 + λ2v2 + ... + 0vn ... T(vn) = Av1 = 0v1 + 0v2 + ... + λnvn 앞에서 했던 기저변환에 대한 내용을 살짝 정리해보면, x에 A를 곱해주면 T(x) x에 C-1을 곱해주면 [x]B [x]B에 C를 곱해주면 x [x]B에 D를 곱해주면 [T(x)..

17-5. 직교기저 변환행렬을 이용하여 변환행렬 구하기

(1) 직교기저 변환행렬 구하기 및 그 활용 모든 열벡터들이 정규직교집합을 형성하는 행렬 C가 있다. C가 n x k 행렬일 때, CTC = Ik가 된다고 했다. (대각선 성분을 제외한 모든 것들이 상쇄되어 0이 된다.) 만약, C가 k=n 인 정사각행렬이라면 어떻게 될까? C의 모든 열들은 서로 선형독립이고, C는 가역성을 지닌다. 또한, n개의 열들은 Rn의 기저가 된다. C-1C = In 이고, CTC = In이기 때문에, C-1 = CT가 된다. 결론적으로, n x n 행렬의 열들이 정규직교집합을 형성한다면, C-1 = CT 이다. 어떤 벡터 v1, v2, v3이 있고, 이 벡터들은 모두 단위벡터이고 정규직교집합을 형성하며, R3의 정규직교기저가 된다. v1과 v2에 의해 생성된 평면 V가 있다고..

17-4. 정규직교기저 활용 예시(정사영 계산)

(1) 정규직교기저 활용해서 정사영 계산하기 저번 글에서 정규직교기저가 있을 때, 부분공간 V에 대해 Rn의 벡터 x의 정사영을 찾고 싶다면 projVx = AATx로 표현할 수 있다고 했다. A = [v1, v2, ..., vk] 이므로, 기저벡터를 열로 가지고 있는 행렬이다. V가 span([1/3, 2/3, 2/3], [2/3, 1/3, -2/3])의 공간이라고 하자. 두 벡터의 길이를 계산해보면 1이고, 서로 직교한다는 것을 알 수 있다. 따라서, v1, v2는 V의 정규직교기저이다. 부분공간은 R3의 평면이고, v1 v2가 정사영한다고 해보자. A가 v1, v2를 열벡터로 가지는 행렬로 만들어보자. A = [1/3, 2/3, 2/3; 2/3, 1/3, -2/3] projVx = AATx = 1/..

16-5. 기저의 변환행렬 예시

(1) 앞의 내용 총 정리 지난 번의 내용을 간단하게 복습, 요약정리하고 예제를 적용해보자. Rn에서 Rn으로 사상하는 선형변환 T가 있다면, 표준좌표의 임의의 벡터 x에 A를 곱한 것이라고 나타낼 수 있다. 그리고, Rn의 기저 집합 B = {v1, v2, ..., vn} 이 있다. 그러면 n개의 선형독립하는 벡터가 있고, 이들을 비표준 기저라고도 할 수 있다. C = [v1, v2, ..., vn] 과 같이, 기저 B를 위한 기저행렬의 변화라고 한다. C[x]B = x [x]B = C-1x 이를 하나의 그림으로 나타낼 수 있다. 표준기저좌표에 x가 있다면, A를 곱하면 선형변환을 한 T(x)를 구할 수 있다. 표준기저좌표 x에 C-1을 곱하면, B에 대한 좌표 [x]B를 구할 수 있다. B에 대한 좌..

16-4. 기저의 변환행렬

(1) 기저의 변환행렬 Rn에서 Rn으로의 사상(mapping)인 선형변환 T가 있다고 하자. 좌표는 여러 개의 좌표계에서 표현될 수 있지만, 여기서의 x는 표준기저좌표에서 표현되는 것이라고 생각하자. 그러면 T(x) = Ax 이고, A는 표준기저에 관해서 변환 T를 위한 변환행렬이 된다. 이 때, 기저집합 B = {v1, v2, ..., vn} 이고, B가 Rn의 기저라고 한다면 [T(x)]B = D[x]B 와 같이 표현할 수 있고, D는 기저 B에 관하여 변환 T를 위한 변환행렬이 된다. 이전에 했던 것과 같이 C = [v1, v2, ..., vn] 이라고 하자. 그러면 C[x]B = x [x]B = C-1x 가 성립한다. [T(x)]B = D[x]B 에서 D[x]B = [T(x)]B = [Ax]B ..