如何用電腦截長圖?
假面騎士w全形態(tài)資料(要帶圖片的)
幪面超人W[注:W為Double音,因?yàn)榇藥堂娉耸且噪p人變身,因而得音]
英語:MaskedRiderW
國際音標(biāo)ma:sktraidə'dʌbl
幪面超人W需由左翔太郎和菲利普合體變身,單人無法變身。
名稱由來為雙重驅(qū)動變身器本身為「|_/\_|」字狀,將雙重驅(qū)動變身器放至腰前帶環(huán)即會自動套上。兩側(cè)各有一個垂直的GaiaMemory插槽,將兩支記憶體插入后,主變身者將插槽向外打開,不論哪邊皆可以,插槽會向外45度角傾斜,變身器收到指令后即可發(fā)動變身,此時雙重驅(qū)動變身器會呈現(xiàn)「\_/\_/」的形狀。變身時由菲利普先插入靈魂記憶體,其精神會隨著記憶體傳送到左翔太郎的腰帶上,而菲利普則會失去意識,接著由翔太郎插入身體記憶體,并啟動變身。
若使用FangMemory,則由翔太郎首先插入地球記憶體,以菲利普的肉體變身,此時換為翔太郎失去意識。
變身期間,右半身由菲利普控制,翔太郎控制左半身。主意識以翔太郎為主,菲力浦負(fù)責(zé)輔助,提供有助戰(zhàn)斗的資訊,如果其中一方陷入混亂的話,就會失去戰(zhàn)斗力。變身完成后,兩人會共同說一句「來吧,數(shù)數(shù)你的罪孽吧!(原文:さぁ、お前の罪を數(shù)えろ!)」。
起初,幪面超人被左翔太郎和菲利普名命為「W」,并自稱為「兩人一體的偵探」。市民目睹W戰(zhàn)斗后,促使了「保護(hù)風(fēng)都的謎之戰(zhàn)士」的都市傳奇誕生,而W亦變得眾所周知,被市民廣泛稱頌為「幪面超人」,左翔太郎和菲利普很重視「幪面超人W」的名譽(yù)。
變身模式
W由翔太郎和菲利普各自持有兩種類地球記憶體,身體記憶體與靈魂記憶體各取其一組成的,合共有十種形態(tài)。二人起初各有三個地球記憶體,菲利普在故事中期得到FangMemory,與JokerMemory組成第10種形態(tài)。FangMemory能否與MetalMemory和TriggerMemory組合尚為未知之?dāng)?shù)。
身體記憶體共有JokerMemory、MetalMemory、TriggerMemory、FangMemory四種,他們分別代表「王牌」、「斗士」、「槍手」和「極限」的記憶。前三個由翔太郎持有。身體記憶體決定了W的個體能力和武器,身體記憶體使用者的個體會變身成W,在戰(zhàn)斗時受到的傷害由其承受。
靈魂記憶體共有CycloneMemory、HeatMemory、LunaMemory三種,分別代表「颶風(fēng)」、「熾熱」和「月神」的記憶,全由菲利普持有,決定W的屬性和特殊能力,分別為速度,火焰及變化。使用特殊能力會消耗菲利浦的體力,使用過度會導(dǎo)致菲利浦失去戰(zhàn)斗能力。W曾過度使用HeatMemory的火焰能力,導(dǎo)致菲利普昏迷。變身時,其使用者的靈魂會傳送至身體記憶體使用者身上,與之二合為一。任何一方的記憶體被拔除后,W會解除變身。
將身體記憶體插入可以發(fā)動必殺技,名為「MaximumDrive」,MaximumSlot的位置對應(yīng)不同的各種身體記憶體Joker狀態(tài)下是腰帶,Metal狀態(tài)下是棍棒上,Trigger狀態(tài)下則是槍上,亦可插入W所持有的電子儀器中。FangJoker形態(tài)下需要連按FangMemory上的角三次才能發(fā)動MaximumDrive。
幪面超人W的各種型態(tài)及必殺技名稱
JokerMetalTrigger
CycloneCyclone/JokerCyclone/MetalCyclone/Trigger
JokerExtremeMetalTwisterTriggerShooting
HeatHeat/JokerHeat/MetalHeat/Trigger
JokerGrenadeMetalBrandingTriggerExplosion
LunaLuna/JokerLuna/MetalLunaTrigger
--TriggerFullBurst
FangFang/Joker未知未知
FangStraizer--
變身型態(tài)
Joker
Joker型態(tài)的W有優(yōu)秀的速度和身體機(jī)能,格斗能力很強(qiáng)。JokerMemory與同樣是速度型的CycloneMemory有很好的契合度。
與CycloneMemory結(jié)合成CycloneJoker型態(tài),可以提升Joker的速度及靈活度,必殺技為身體對分的騎士踼——「JokerExtreme」。(第1、5、11、24話中使用過,但第11話中被Nazca破解)於第1話登場。
與HeatMemory結(jié)合成HeatJoker型態(tài),Joker的拳擊附帶火焰的效果,必殺技為身體對分的手刀——「JokerGrenade」。(第10話中使用過)於第2話登場。
與LunaMemory結(jié)合成LunaJoker型態(tài),W的右邊身軀可隨意伸展,有如橡皮筋般的彈性。於第1話登場。
與FangMemory結(jié)合成FangJoker型態(tài),僅作靈魂記憶體之用,未為FangJoker提供特殊能力或?qū)傩浴?/p>
Metal
Metal型態(tài)的W有強(qiáng)大的力量和防御力,使用棍型武器「MetalShaft」。MetalMemory與同樣是力量型的HeatMemory有很好的契合度。
與CycloneMemory結(jié)合成CycloneMetal型態(tài),可以提升使用MetalShaft的速度。使用MetalShaft時可產(chǎn)生旋風(fēng),必殺技為伴著強(qiáng)烈旋風(fēng)的棍擊——「MetalTwister」(第26話中使用過)於第3話登場。
與HeatMemory結(jié)合成HeatMetal型態(tài),使用MetalShaft時可產(chǎn)生火焰,必殺技為伴著火焰的棍擊——「MetalBranding」。(第2、4、11話中使用過)於第2話登場。
與LunaMemory結(jié)合成LunaMetal型態(tài),MetalShaft變得有彈性,可隨意彎曲。於第4話登場。
Trigger
Trigger型態(tài)的W擁有優(yōu)秀的射擊能力,使用手槍「TriggerMagnum」作戰(zhàn)。TriggerMemory與同樣是戰(zhàn)術(shù)型的LunaMemory有很好的契合度。
與CycloneMemory結(jié)合成CycloneTrigger型態(tài),TriggerMagnum的頻率和子彈速度有所提升。第5話首次登場。曾與Batshot配合,使出有高準(zhǔn)確度的射擊——「TriggerShooting」。(第18話中使用過)
與HeatMemory結(jié)合成HeatTrigger型態(tài),TriggerMagnum會射出火焰彈,於第6話登場。必殺技為火焰彈噴射——「TriggerExplosion」。(第12話中使用過)
與LunaMemory結(jié)合成LunaTrigger型態(tài),TriggerMagnum會射出有追擊對手功能的子彈,於第6話登場。必殺技為射出大量追蹤彈——「TriggerFullBurst」(第6、7、8、14、16話中使用過,但第7話因電話的關(guān)系未發(fā)動成功,而第14話則是配合Stagphone使用,第16話因NazcaDopant救援TabooDopant而攻擊失敗)
Fang
有著「極限的記憶」的地球記憶體,可以給與W最快的速度和最強(qiáng)的身體機(jī)能。
平時是以小型機(jī)械恐龍自由活動,有自己的思考意志。FangMemory是被創(chuàng)造來保護(hù)菲利普,因此由菲利普持有。
使用時會使菲利普失去理智,一切行動均以消滅敵人為優(yōu)先,甚至不顧他人的安危,所以菲利普也無法完全信任他。后來翔太郎和菲利普能夠控制FangMemory的力量,不至失控。在第15話登場。
在劇場版(回憶篇)也有出現(xiàn)。
與JokerMemory結(jié)合成FangJoker型態(tài),JokerMemory改作靈魂記憶體方式使用。
按下FangMemory頭上的角1下,能使用ArmFang,前腕會產(chǎn)生利刃當(dāng)作手刀之用。
連按2下,能使用ShoulderFang,肩膊上會產(chǎn)生利刃,拔出后可當(dāng)作刀刃,或者回力標(biāo)之用。
連按3下,能使用必殺技FangStraizer,使用小腿刀刃的旋轉(zhuǎn)騎士踢(第16、17話中使用過)。
輔助工具/交通工具
RevolGarry(リボルギャリー)
W的大型支援型戰(zhàn)車,可以高速行駛,平常停靠在鳴海偵探事務(wù)所的倉庫,同時也是菲利普的搜查地點(diǎn)。可由翔太郎所持有的手機(jī)Stagphone呼叫出動,并輸入各種指令遙控操作。
能夠幫HardBoilder轉(zhuǎn)換裝備,HardBoilder的裝備放在后方的大型車輪當(dāng)中,車身打開后可作為發(fā)射臺把換裝后的HardBoilder射出。
RevolGarry并沒有任何武裝,因此只能以巨大的車體沖撞敵人或防御強(qiáng)力攻擊。
HardBoilder(ハードボイルダー)
前半部是黑色而后半部是綠色的摩托車,日常由翔太郎所駕駛。最高時速為每小時580公里。武裝是摩托車的前輪兩側(cè)裝備的機(jī)槍,可以由Stagphone作出操控。摩托車是以本田CBR1000RR作為藍(lán)本。
可以在RevolGarry更換后半部,有三種不同的裝備,三種型態(tài)共用的車頭會因應(yīng)不同裝備而變型。於第1話登場。
HardBoilder后半部可裝上6個同為綠色的推進(jìn)器,強(qiáng)化其速度,這個型態(tài)稱為HardBoilderStartDashMode(ハードボイルダースタートダッシュモード)於第10話登場。推進(jìn)器可以卸載,并以高速脫離,曾以此方式攻擊NazcaDopant。
HardTurbuler(ハードタービュラー)
后半部是紅色的小型戰(zhàn)斗機(jī)。武器是機(jī)翼上的機(jī)炮和主翼上的振動刀。於第2話登場。
HardSplasher(ハードスプラッシャー)
后半部是黃色的氣墊船。武器是魚雷。於第6話登場。
電子設(shè)備
翔太郎搜查時的隨身道具,也能在戰(zhàn)斗時派上用場,使用時要插入Gaia
Memory。
能夠和MetalMemory和TriggerMemory的武器結(jié)合,組合更多樣化的攻擊模式。與道具組合后,MaximumDrive也會因應(yīng)道具的搭配有所變化,搭配型態(tài)以「&」表示。
由於JokerMemory型態(tài)下沒有武器,因此不能做任何組合。
組合在Metalshaft上時為Maximumslot的位置旁,而TriggerMagnum則是在Maximumslot的后方,當(dāng)發(fā)動組合必殺技時更能相互搭配與彌補(bǔ)屬性上的優(yōu)缺點(diǎn)組合戰(zhàn)術(shù)。
Stagphone
屬於力量型和敏捷型兼具的道具,平時是一部手機(jī),可作RevolGarry的遙控器。翔太郎和菲利普都有一部。
插入StagMemory后可變形成鍬形蟲,能夠接收來自Batshot的影像,可以用角攻擊敵人。
StagMemory的屬性為「尖角」,以角強(qiáng)大而集中的攻擊力來攻擊敵人。
結(jié)合為LunaTrigger&Stag型態(tài)可使用必殺技「TriggerStagBurst」,子彈以雙向夾擊的形式攻擊敵人。
若插入HeatMemory可發(fā)動MaximumDrive,全身將帶有Heat屬性的火焰攻擊敵人。
Batshot
搜查時使用的相機(jī)。屬於敏捷型和戰(zhàn)術(shù)型兼具的道具。
插入BatMemory后可變形成蝙蝠,能夠毫無死角的拍攝重要線索,可以用超聲波攻擊敵人及粉碎物品,而Batshot的鏡頭具有瞄準(zhǔn)或準(zhǔn)鏡的功能。
BatMemory的屬性為「音波」,能將超音波滲入各種物體從內(nèi)部進(jìn)行破壞。
結(jié)合為CycloneTrigger&Bat型態(tài)下可使用必殺技「TriggerBatShooting」,可使子彈滲入物體進(jìn)行破壞。
結(jié)合為CycloneMetal&Bat型態(tài)下可使用超聲波粉碎障礙物。
若插入LunaMemory可發(fā)動MaximumDrive,能準(zhǔn)確偵測到敵人位置,其超音波攻擊可以滲入固體(如樹木、石頭、地面)攻擊敵人。
Spidershock
翔太郎配戴的手表,能夠發(fā)出特有的發(fā)信器,以便於翔太郎追蹤敵人或重要線索。屬於戰(zhàn)術(shù)型的道具。
插入SpiderMemory后可變形成蜘蛛,能夠射出勾繩抓住東西,以便於攀爬或降落。能夠憑著物品的特徵進(jìn)行搜索,并快速地找到重要物品或線索。
SpiderMemory的屬性為「黏稠」,以蜘蛛絲的黏稠力量使敵人行動變的遲鈍甚至無法行動。
結(jié)合為LunaTrigger&Spider型態(tài)后,TriggerMagnum能射出網(wǎng)子捕捉敵人。
結(jié)合為CycloneMetal&Spider型態(tài)后,能夠以極快的速度射出蜘蛛絲擾亂敵人。
FrogPod
在第25話由Shroud寄給菲利普的新型電子設(shè)備,并且在第26話組裝完成,本體是喇叭內(nèi)部的揚(yáng)聲器。屬於戰(zhàn)術(shù)型的道具。
插入FrogMemory后可變形成青蛙,只要按下FrogMemory的按鈕就能錄音,再按下?lián)P聲器上的按鈕就能變成各種聲音說話,藉此擾亂敵人
名字中文翻譯顏色持有者連接位置備注
Cyclone颶風(fēng)綠色菲利普雙重驅(qū)動器-右詳見上文幪面超人W
Heat熱度亮紅色菲利普雙重驅(qū)動器-右
Luna月神黃色菲利普雙重驅(qū)動器-右
Fang利牙銀白色菲利普雙重驅(qū)動器-右
Joker鬼牌黑色左翔太郎雙重驅(qū)動器-左
Metal金屬銀色左翔太郎雙重驅(qū)動器-左
Trigger扳機(jī)藍(lán)色左翔太郎雙重驅(qū)動器-左
Stag鍬甲橘色左翔太郎手機(jī)
Bat蝙蝠亮藍(lán)色左翔太郎照相機(jī)
Spider蜘蛛黃色左翔太郎手表
Frog青蛙綠色左翔太郎揚(yáng)聲器
Prism稜鏡綠色左翔太郎超多彩光劍
Extreme極限黃色左翔太郎雙重驅(qū)動器備注
作用像腰帶一樣,令w變成新模式Cyclone/Joker/Extreme
萬字長文|線性代數(shù)的本質(zhì)課程筆記完整合集!
三種向量的觀點(diǎn)
線性代數(shù)中最基礎(chǔ),最根源的組成部分是向量,那么什么是向量呢?從不同學(xué)生的視角看,有以下三種觀點(diǎn):
物理專業(yè)學(xué)生的視角 :向量是空間中的箭頭,決定一個向量的是它的長度和所指的方向,只要這兩個要素相同, 向量可以任意移動。
計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的視角 :向量是有序的數(shù)字列表,數(shù)字順序不可以隨意轉(zhuǎn)變。
數(shù)學(xué)專業(yè)的視角 :向量可以是任何東西,只要滿足向量之間相加和數(shù)字與向量相乘都有意義即可。
我們先來考慮平面中的x-y坐標(biāo)系,向量被定義為從原點(diǎn)出發(fā)的有方向的箭頭。這與物理專業(yè)的看法略有不同,因?yàn)樗麄冋J(rèn)為向量在空間中可以自由落腳,但是在線性代數(shù)中,向量是從原點(diǎn)作為起點(diǎn)的。而向量的坐標(biāo)如[2,3],則是有序性的體現(xiàn),2代表橫坐標(biāo),3代表縱坐標(biāo),二者不可交換。
接下來,我們來介紹下向量的幾何意義、向量加法的幾何意義,以及向量乘法的幾何意義。
向量的幾何意義
考慮平面中的x-y坐標(biāo)系,由x軸和y軸組成,二者的交叉部分叫做原點(diǎn)。
一個向量的坐標(biāo)由一對數(shù)組成,這對數(shù)指導(dǎo)我們?nèi)绾螐脑c(diǎn)走到向量的終點(diǎn)。
如上圖的向量,它告訴我們先沿x軸往左移動2個單位,再沿y軸移動3個方向。
向量加法的幾何意義
假設(shè)我們現(xiàn)在有兩個向量:
如果我們把w從原點(diǎn)移動到v的終點(diǎn),然后再連接原點(diǎn)和w的終點(diǎn),那么得到的向量就是二者的和。
為什么是這樣,還是回到向量的意義來,他定義了一種移動方式,假設(shè)v的坐標(biāo)是[1,2],w的坐標(biāo)是[3,-1]。v告訴我們要沿x軸向右移動1個單位,沿y軸向上移動2個單位,而w告訴我們要沿x軸向右移動3個單位,沿y軸向下移動一個單位。這樣總體的移動效果就是沿x軸向右移動5個單位,沿y軸向上移動1個單位,得到的結(jié)果是[5,1]。因此向量加法的幾何意義,我們可以看作是多次移動的累積結(jié)果,從計(jì)算上來看,就是如下的式子:
向量乘法的幾何意義
向量乘法就是對向量進(jìn)行拉伸(乘以一個大于1的正數(shù)),壓縮(乘以一個小于1的正數(shù)),翻轉(zhuǎn)向量的行為(乘以一個負(fù)數(shù)),這些行為統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為scaling。而向量乘上的這些數(shù)值本身,稱之為向量(scalars)。向量乘法的計(jì)算方式如下:
基向量
我們之間介紹了向量之間兩種最基本的運(yùn)算,向量相加 以及 向量的縮放。還是以二維平面為例,其實(shí)每一個向量都可以通過 基向量(basis vectors) 經(jīng)由上面的兩種運(yùn)算得到,假設(shè)我們的基向量是[1,0]和[0,1],如下圖:
當(dāng)然,基向量可以任意選擇,定義兩個向量v和w,以其為基向量,通過加法和乘法,可以得到平面中任意的向量:
基向量的嚴(yán)格定義為: 向量空間中的基是張成該空間的一個線性無關(guān)的向量集 :
線性組合
線性組合Linear Combination 的幾何意義如下圖所示,完整上來說,其實(shí)是向量之間的線性組合,其主體是向量,線性組合是一個操作,將各個向量縮放之后,相加在一起,就得到了參與操作的向量之間的線性組合。
線性組合有下面是三種情況:
1)如果參與組合的一對向量不共線,那么由它們進(jìn)行線性組合所得到的向量可以達(dá)到平面上的任意一個點(diǎn):
2)如果參與組合的一對向量共線,那么由它們進(jìn)行線性組合所得到的向量的終點(diǎn)被限制在一條通過原點(diǎn)的直線:
3)如果參與組合的一對向量都是零向量,那么由它們進(jìn)行線性組合所得到的向量永遠(yuǎn)是零向量:
向量張成的空間
張成的空間 :v與w全部的線性組合所構(gòu)成向量集合被稱為張成的空間。
對于平面來說,如果兩個向量不共線,那么可以張成整個二維平面,如果共線,只能張成一條直線。
對于三維空間來說,如果三個向量共線,那么只能張成一條直線,如果三個向量共平面,那么只能張成一個平面,如果三個向量不共平面,則可以張成整個三維空間。
線性相關(guān)
線性相關(guān) :如果一組向量中,至少有一個對張成的空間沒有幫助,或者說其中一個向量可以表示成其他向量的線性組合,或者說其中一個向量在其他向量所張成的向量空間中。
線性無關(guān) 則與線性相關(guān)相反,所有向量都不能表示成其他向量的線性組合:
線性變換Linear transformation
變換其實(shí)也是一種函數(shù),我們有一個輸入向量,然后經(jīng)過變換之后,得到一個輸出向量。整個過程,可以看作是輸入的向量移動到了輸出的輸出的位置。考慮整個平面上的向量,在經(jīng)過變換之后,得到了一個最新的位置。
那什么是線性變換呢?滿足下面兩個條件:
1)所有的直線還是直線。即原先終點(diǎn)在一條直線上的向量,在經(jīng)過線性變換之后,這些向量還落在一條直線上。
2)原點(diǎn)還在原來的位置。
那么如何來描述我們的線性變換呢?考慮向量v = [-1,2],在i = [1,0]和j = [0,1]為基的情況下,v = -1 * i+2 * j,假設(shè)線性變換如下:
上圖中,原先的i=[1,0]變換到i'=[1,-2],原先的j=[0,1]變換到j(luò)'=[3,0],而原先的v變換到v'=[5,2],而關(guān)系 v' = -1 * i' + 2 * j'仍然存在。即圖中的式子成立。
所以說,一個2*2的矩陣,[[a,c],[b,d]]其實(shí)代表了一種線性變換,它把原來的[1,0]變換到[a,b]的位置,把原先空間中的[0,1]變換到[c,d]的位置。而該矩陣與一個向量[x,y]相乘的結(jié)果,相當(dāng)于對該向量做了一次線性變換,把向量移動到新平面中對應(yīng)的位置:
兩個2*2矩陣a和b相乘,可以看作是對原始空間連續(xù)做了兩次線性變換,而得到的計(jì)算結(jié)果c也是一個2*2的矩陣。使用c對原始空間進(jìn)行一次線性變換,和連續(xù)使用a和b對原始空間進(jìn)行兩次線性變換的效果相同。
矩陣的計(jì)算就不細(xì)講了,我們只需要知道,矩陣相乘的幾何意義是將兩次單獨(dú)的變換變?yōu)橐淮谓M合變換即可。
該結(jié)論到三維空間中也是同樣成立的。
如果在二維空間中,我們畫出相對應(yīng)的網(wǎng)格,那么線性變換,就是對這些網(wǎng)格做了拉伸,收縮或者反轉(zhuǎn)。那么如何來定義這種變換的程度呢?就需要用到行列式determinant的概念了。
舉一個簡單的例子吧:
在進(jìn)行線性變換后,原來一個面積為1的單位方格,變成了面積為6的矩形。可以說,線性變換將原空間放大了6倍。
再看一個例子:
上面的例子中,當(dāng)二維空間經(jīng)過一次線性變換被壓縮成一條直線甚至是一個點(diǎn)時,行列式為0,因此可以通過行列式是否為0來判斷線性變換后的空間的維度是否與原空間相同。
我們知道,行列式的值是有正有負(fù)的,那么怎么判斷是負(fù)數(shù)呢?我們可以通過變換后的基向量i和j的方向來判定。
在變換之前,j是在i的左側(cè)的:
如果經(jīng)過線性變換后,j變成了在i的右側(cè),那么得到的行列式的值是負(fù)的:
那么到三維空間中,行列式的值就告訴我們經(jīng)過線性變換后,單位體積變化的程度,而行列式的值可以通過右手定則來判定:
那么行列式如何來計(jì)算呢?
逆矩陣
我們先從線性方程組著手,一個線性方程組可以表示成Ax = v:
看到這里,你也許已經(jīng)知道這代表什么含義了,矩陣A相當(dāng)于一個線性變換,向量x在經(jīng)過A這個線性變換后,得到的向量為v。線性方程組的求解過程其實(shí)就是找到向量v在經(jīng)由A這個線性變換之前所在的位置x。
因此,我們可以把它變成另一個過程,即將v所在的線性空間,經(jīng)過另一個逆向的過程,變回x所在的線性空間,那么這個線性變換用矩陣表示,就是A的逆矩陣,用A -1 表示。即逆矩陣A -1 所代表的線性變換,是A所代表的線性變換的逆過程。因此A -1 A相對于任何事情都沒有做。
那么既然逆矩陣相當(dāng)于線性變換的逆操作,因此只有在線性變換后空間的維數(shù)不變的情況下,才能進(jìn)行逆操作。再結(jié)合之前學(xué)習(xí)到的,線性變換不降維,前提條件是矩陣的行列式值不為0,因此矩陣的逆矩陣存在的前提,即矩陣的行列式值不為0。
矩陣的秩Rank
矩陣的秩即經(jīng)由該矩陣代表的線性變換后,所形成的空間的維數(shù)。比如在三維空間中,如果經(jīng)過某個矩陣A代表的線性變換后,空間變?yōu)橐粭l直線,那么這個矩陣的秩為1。如果空間變?yōu)橐粋€平面,那么這個矩陣的秩為2。如果還是三維空間,那么矩陣的秩為3.
列空間
列空間有兩種解釋:
1)假設(shè)矩陣A代表一個矩陣變換,原始空間中所有的向量,在經(jīng)由矩陣A的變換之后,所得到的所有新向量的集合
2)由矩陣A的列向量所張成的空間
比如下面的例子,[[2,-2],[1,-1]]這個矩陣,將二維空間變換為一條直線,那么這條直線就是矩陣的列空間。
零空間
如果某個向量空間在線性變換之后,存在降維,那么就會有一系列原來不是零向量的向量落到了零向量的位置,所有這些向量的集合構(gòu)成了零空間。
點(diǎn)積的標(biāo)準(zhǔn)觀點(diǎn)
如果我們有兩個維數(shù)相同的向量,他們的點(diǎn)積就是對應(yīng)位置的數(shù)相乘,然后再相加:
從投影的角度看,要求兩個向量v和w的點(diǎn)積,可以將向量w朝著過原點(diǎn)的向量v所在的直線進(jìn)行投影,然后將w投影后的長度乘上向量v的長度(注意兩個向量的的夾角)。
當(dāng)兩個向量的夾角小于90度時,點(diǎn)積后結(jié)果為正,如果兩個向量垂直,點(diǎn)積結(jié)果為0,如果兩個向量夾角大于90度,點(diǎn)積結(jié)果為負(fù)。
一個有趣的發(fā)現(xiàn)是,你把w投影到v上面,或者把v投影到w上面,結(jié)果是相同的。
但是你不覺得上面兩個過程是完全不同的嘛?接下來就直觀解釋一下。
假設(shè)我們有兩個長度完全相同的向量v和w,利用其對稱性,無論將v投影到w上還是將w投影到v上,結(jié)果都是一樣的:
如果我們把其中一個向量變?yōu)?倍,這種對稱性被破壞了。假設(shè)我們把w投影到v上,此時投影的長度沒變,但v的長度變?yōu)閮杀叮虼耸窃瓉斫Y(jié)果的兩倍。同樣如果把v投影到w上,投影長度變?yōu)?倍,但w長度沒變,所以結(jié)果也是原結(jié)果的兩倍。所以對于兩個向量的點(diǎn)積來說,無論選擇哪個向量進(jìn)行投影,結(jié)果都是一樣的。
問題又來了,投影的思路和對位相乘再相加的思路,有什么聯(lián)系呢?聯(lián)想之前所學(xué)的線性變換過程,假設(shè)u是二維空間變換到一維空間后的基向量:
在第三講中我們已經(jīng)知道,一個2*2的矩陣,[[a,c],[b,d]]其實(shí)代表了一種線性變換,它把原來的[1,0]變換到[a,b]的位置,把原先空間中的[0,1]變換到[c,d]的位置。那么想要知道什么樣的線性變換可以將二維空間中的基向量i和j變換到一維空間中的基向量u,只需要知道i和j變換后的位置即可。i和j變換后的位置,相當(dāng)于對u所在的直線進(jìn)行投影,利用對稱性,可以得到相應(yīng)的結(jié)果,如下圖:
所以二維空間中的任意一個向量,通過上面的線性變換可以得到的一維向量。這個過程相當(dāng)于對二維向量進(jìn)行了投影。而根據(jù)矩陣乘法的計(jì)算方法,便可以將投影的計(jì)算方法和對位相乘再相加的方法聯(lián)系起來。
上面的思路總結(jié)起來,就是無論何時你看到一個二維到一維的線性變換,那么應(yīng)用這個線性變換和與這個向量點(diǎn)乘在計(jì)算上等價:
上面是數(shù)學(xué)中“對偶性”的一個有趣實(shí)例。
首先來看叉積的標(biāo)準(zhǔn)介紹。叉積是通過兩個三維向量生成一個新的向量,新的向量滿足下面三個條件:
1)垂直于這兩個向量所張成的平面
2)其長度等于這兩個向量所形成的四邊形的面積
3)其方向滿足右手定則
右手定則如下:
接下來看看叉積的具體計(jì)算,求行列式得到的是叉積后向量的長度,叉積得到的向量的坐標(biāo)是下圖中的三個“某些數(shù)”。
接下來,深入理解叉積的含義,我們通過線性變換的眼光來看叉積。我們首先定義一個三維到一維的線性變換:
先回顧一下行列式的定義,三維空間中,3 * 3矩陣的行列式是三個向量所形成的平行六面體的有向體積(絕對值是體積,但需要根據(jù)方向判定其正負(fù)號),但這并非真正的叉積,但很接近:
假設(shè)我們把第一個向量變?yōu)樽兞浚斎胍粋€向量(x,y,z),通過矩陣的行列式得到一個數(shù),這個數(shù)就代表我們輸入的向量與v和w所組成的平行六面體的有向體積:
為什么要這么定義呢?首先要指出的是,上面的函數(shù)是線性的。所以我們就可以將上面的行列式過程表示成一個變換過程:
同時,當(dāng)線性變換是從多維到一維時,線性變換過程又可以表示為點(diǎn)積的形式:
即p的結(jié)果是:
所以,問題其實(shí)變換為了,找到一個向量p,使得p和某個向量(x,y,z)求點(diǎn)積的結(jié)果,等于對應(yīng)的三維方陣行列式的值(即(x,y,z)和向量u、v所組成的平行六面體的有向體積)。
左邊是一個點(diǎn)積,相當(dāng)于把(x,y,z)向p上投影,然后投影長度和p的長度相乘:
而右邊平行六面體的體積,可以拆解為底面積 * 高。底面積可以認(rèn)為是v和w所組成的平行四邊形的面積,高的話是(x,y,z)在垂直于v和w所張成的平面的方向上的分量的長度。
那么:
點(diǎn)積 = (x,y,z)在p上投影的長度 * p的長度
體積 = v和w所組成的平行四邊形的面積 * (x,y,z)在垂直于v和w所張成的平面的方向上的分量的長度
根據(jù)二者相等,可以認(rèn)為p的長度是v和w所組成的平行四邊形的面積、p的方向垂直于v和w所張成的平面。這樣我們的p就找到了,而p就是我們要找的叉積的結(jié)果,是不是很奇妙!
詳細(xì)的過程還是推薦大家看一下視頻,講的真的非常好!
在二維空間中的向量[3,2],我們可以將其看作向量伸縮再相加的結(jié)果,比如把i即[1,0]變長為3倍,把j即[0,1]變長為2倍,再相加。
一個向量本沒有坐標(biāo),之所以能夠把向量轉(zhuǎn)換成一組坐標(biāo),或者說能把向量轉(zhuǎn)換成一組有序的數(shù),是因?yàn)槲覀冊O(shè)定了一個坐標(biāo)系。
發(fā)生在向量與一組數(shù)之間的任意一種轉(zhuǎn)化,都被稱為一組坐標(biāo)系。之所以上面的向量表示為[3,2],是因?yàn)榘裪伸長為3倍、把j伸長為2倍,再相加的結(jié)果。平面中任意其他向量都可以表示為i和j的有向伸縮倍數(shù),此時i和j就被稱為坐標(biāo)系的基向量。
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