Flow Math 公开学习资料

用25节视觉课程把线性代数读成动态场景

不止于记忆定义和计算,而是逐步确认每个数学结论会在动态 2D、3D 场景中留下什么证据。每节课程都提供可运行的原始笔记和动画直达链接。

8个单元 · 25份视觉笔记 · 免费公开

第1课

矩阵与高斯消元

把方程组的行、列图像与消元、LU分解和逆矩阵连成一条求解路线。

5节课程
  1. 第 1.1 节

    方程组的两种视角

    列视角混合A的列c1, c2来得到目标b

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  2. 第 1.2 节

    高斯消元

    用A的第二行减去第一行的2倍,把第一主元下方变成0

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  3. 第 1.3 节

    矩阵的列

    A的列c1, c2就是基向量i, j的目的地

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  4. 第 1.4 节

    LU分解

    L记录消元倍数,U是消元后的上三角矩阵

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  5. 第 1.5 节

    逆矩阵

    A移动空间时,x也从(1, 1)移动到(3, 2)

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第2课

向量空间与线性变换

从线性组合扩展到无关性、基、基本子空间与线性变换。

7节课程
  1. 第 2.1 节

    向量与标量

    向量是同时具有大小和方向的箭头

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  2. 第 2.2 节

    向量加法

    从同一个原点比较u与v

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  3. 第 2.3 节

    线性组合

    线性组合是给每个向量乘系数后再相加

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  4. 第 2.4 节

    线性无关与相关

    a与b都不是另一个向量的倍数,因此提供两个方向

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  5. 第 2.5 节

    基与坐标

    像b1, b2这样能生成所有方向的无关向量构成一组基

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  6. 第 2.6 节

    列空间与零空间

    A会消去三维空间的z方向

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  7. 第 2.7 节

    缩放与旋转

    对角矩阵S保持轴的方向,同时把x方向长度放大两倍

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第3课

正交、投影与最小二乘

把内积产生的直角延伸到投影和最小二乘误差。

3节课程
  1. 第 3.1 节

    内积与正交

    内积衡量两个向量朝向同一方向的程度

    阅读课程
  2. 第 3.2 节

    投影

    投影是向量落在某条轴或子空间上的影子

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  3. 第 3.3 节

    最小二乘

    当目标b不在方向a上时,选择最近的影子p

    阅读课程
第4课

行列式

把行列式看成面积或体积的倍率,并观察它为0时消失的维度。

2节课程
  1. 第 4.1 节

    行列式

    行列式是两个向量形成的带符号面积

    阅读课程
  2. 第 4.2 节

    面积倍率

    变换前,基向量i, j构成面积为1的单位正方形

    阅读课程
第5课

特征值与特征向量

从保持方向的向量出发,理解对角化如何简化变换。

2节课程
  1. 第 5.1 节

    特征向量

    e经过D后方向保持不变,而q的方向会改变

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  2. 第 5.2 节

    对角化

    P的列是经过A后方向不变的特征向量

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第6课

正定矩阵与SVD

把正定性理解为能量,把SVD拆成旋转、缩放、旋转。

2节课程
  1. 第 6.1 节

    正定性

    若对称矩阵A在每个非零方向上都有xᵀAx>0,它就是正定矩阵

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  2. 第 6.2 节

    奇异值分解

    SVD把矩阵拆成Vᵀ旋转、Σ缩放和U旋转

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第7课

矩阵计算与稳定性

观察条件数如何放大输入误差,以及迭代如何趋向一个方向。

2节课程
  1. 第 7.1 节

    条件数与敏感度

    方向明显不同的两条直线,其交点stable对小变化较稳定

    阅读课程
  2. 第 7.2 节

    迭代计算

    每次应用A,y分量减半而x分量保持不变

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第8课

线性规划与博弈论

通过约束顶点和收益矩阵理解优化应用。

2节课程
  1. 第 8.1 节

    约束与顶点

    线性不等式的边界成为包围可行域的直线

    阅读课程
  2. 第 8.2 节

    博弈均衡

    G记录每对策略组合的收益

    阅读课程

01

关于 Flow Math

Flow Math 是 Made by need 制作的视觉数学项目,帮助学习者把公式理解为动态场景。当前公开的线性代数篇把矩阵、向量、基、行列式、秩、零空间和方程组连接到可运行笔记及 2D、3D 场景。它不属于任何学校或教育机构的官方课程。

02

这些学习资料如何制作

每节课从一个数学结论及验证它所需的视觉证据出发。我们会在运算前说明变化,让真实数学对象发生移动,并在最终场景中保留结论的证据。你可以通过播放、暂停、倒回和视角探索亲自检查结果。

03

纠错与联系

如发现数学错误、场景问题,或有无障碍与隐私相关请求,请发送邮件。需要复现的问题请尽量附上使用环境和分享 URL。

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