ทำไมเมทริกซ์สำหรับการฉายภาพของการฉายฉากแบบฉากฉาก?


16

ฉันค่อนข้างใหม่สำหรับเรื่องนี้ดังนั้นฉันหวังว่าคุณจะยกโทษให้ฉันถ้าคำถามไร้เดียงสา (บริบท: ฉันกำลังเรียนรู้เศรษฐมิติจากหนังสือ Davidson & MacKinnon เรื่อง"เศรษฐมิติเชิงทฤษฎีและวิธีการ"และพวกเขาดูเหมือนจะไม่อธิบายสิ่งนี้ฉันยังได้ดูหนังสือการเพิ่มประสิทธิภาพของ Luenbergerที่เกี่ยวข้องกับการคาดการณ์ในระดับที่สูงขึ้นอีกเล็กน้อย ไม่มีโชค)

สมมติว่าผมมีฉากฉายกับมีการเชื่อมโยงการฉายเมทริกซ์P ฉันสนใจในการฉายแต่ละเวกเตอร์ในเป็นบางส่วนสเปซ n P R n A ⊂ R nPPRnA⊂Rn

คำถาม : ทำไมมันเป็นไปตามนั้นนั่นคือสมมาตร? ฉันสามารถดูตำราแบบใดสำหรับผลลัพธ์นี้T PP=PTP


คำตอบ:


13

นี่คือผลลัพธ์พื้นฐานจากพีชคณิตเชิงเส้นในการทำนายมุมฉาก วิธีการที่ค่อนข้างง่ายมีดังนี้ ถ้าu1,…,umเวกเตอร์ orthonormal ทอดmมิติสเปซและUเป็นn × Pเมทริกซ์กับยูฉัน 's เป็นคอลัมน์แล้ว P = U U T สิ่งนี้ตามมาโดยตรงจากความจริงที่ว่ามุมฉากของxบนAสามารถคำนวณได้ในแง่ของพื้นฐาน orthonormal ของAเป็น AUn×pui

P=UUT.
xAA มันเป็นไปตามโดยตรงจากสูตรข้างต้นว่าP2=PและPT=P
∑i=1muiuiTx.
P2=PPT=P.

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะให้ข้อโต้แย้งที่แตกต่างกัน ถ้าเป็นเมทริกซ์ประมาณการสำหรับการถ่ายภาพมุมฉากแล้วโดยความหมายสำหรับทุกx , y ที่∈ R n P x ⊥ Y - P Y ดังนั้น0 = ( P x ) T ( y - P y ) = x T P T ( I - P ) y = x T ( P T - PPx,y∈Rn

Px⊥y−Py.

สำหรับทุก x , y ที่∈ R n นี้แสดงให้เห็นว่า P T = P T Pดังนั้น P = ( P T ) T = ( P T P ) T = P T P = P T
0=(Px)T(y−Py)=xTPT(I−P)y=xT(PT−PTP)y
x,y∈RnPT=PTP
P=(PT)T=(PTP)T=PTP=PT.

ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นที่ลึกซึ้งของคุณ! อย่างใดบทความ Wikipedia ซึ่งกล่าวถึงบางสิ่งบางอย่างเกี่ยวกับ adjointness adjointness ของตัวดำเนินการโยนฉันออกไปเนื่องจากหลักฐานของคุณไม่ยาก :) BTW คุณมีข้อความพีชคณิตเชิงเส้นที่ชื่นชอบที่เกี่ยวข้องกับสิ่งประเภทนี้หรือไม่?
— weez13

สมุดพีชคณิตเชิงเส้นเบื้องต้นฉันรู้ว่าดีที่สุดไม่ครอบคลุม การอ้างอิงที่ดีที่สุดที่ฉันรู้คือหนังสือขั้นสูงเกี่ยวกับการวิเคราะห์การทำงาน พีชคณิตเชิงเส้นทำถูกต้องหนังสือดูดี แต่ผมไม่ทราบว่ามัน
— NRH

x=xT(Px)T=xPT(Px)T(Y-PY)=xPT(ผม-P)Yx=xTPx
(Px)T=xTPT.
PT-PTP=0

1
x=xTx∈Rnn=1x

2

ความพยายามที่ใช้สัญชาตญาณทางเรขาคณิต ... จำได้ว่า:

  1. เมทริกซ์สมมาตรคือ adjoint ตัวเอง
  2. ผลิตภัณฑ์เซนต์คิตส์และเนวิสจะถูกกำหนดโดยส่วนประกอบในพื้นที่เชิงเส้นร่วมกันเท่านั้น (และเป็นอิสระจากองค์ประกอบมุมฉากของเวกเตอร์ใด ๆ )

xAY⟨x,AY⟩xY⟨Ax,AY⟩⟨Ax,Y⟩

A


ขอบคุณมาก! ก่อนที่จะอ่านความคิดเห็นของคุณฉันค่อนข้างสับสนว่าทำไมการตัดสินใจเลือกตนเองจึงมีความสำคัญที่นี่ ตอนนี้ฉันมีเงื่อนงำขอบคุณ!
— weez13
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.