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  • 1 # 使用者5883925239322

    來說一個比較玄學的理解。

    一個方陣的逆矩陣如果存在,的確是唯一的。從線性變換的意義上來說,其代表了一個給定的變換的逆變換,理應是唯一的,這是可以理解的;從矩陣代數的角度,也是可以證明的。樓上樓下都給出了很好的說明。這裡我再來補充一下:我認為在數學中存在一種“確定性原則”,即在提出一個數學的研究物件或概念的時候,要保證這種東西是唯一確定的(如果存在),這樣我們在研究的時候就只需要研究這一個物件即可。

    例如如果不是方陣,而是長方形的矩陣,例如

    我們考慮其“逆矩陣”,有兩種定義方法,一種是左逆,即矩陣 ,此處 是單位矩陣;或是右逆即 。以左逆為例,我們有許多左逆存在,例如

    都是其左逆矩陣,那麼對於這種存在多個數學物件的時候,就說明我們的定義是不好的,因為我們如果要研究 的逆矩陣,就得研究一堆矩陣,而不是僅一個矩陣。因此從“確定性原則”的角度來講,在定義一個數學物件,例如逆矩陣的時候,就應該保證這個研究物件是唯一的,或至少是足夠簡潔的,以至於我們可以輕易地研究這一類物件;且我們所施加的條件不能太苛刻,以致使這種研究物件甚至都不存在。

    事實上,這樣的例子有很多。例如統計學中,一個引數的無偏估計量(unbiased estimator)可能具有很多個,這是不易研究的,可以認為正是因此,我們才提出了最小均方誤差無偏估計量的概念,以使我們的研究物件是“唯一”的(當然我認為這個約束並不是很好,因為很多情況下這種估計量是不存在的);其餘的例子還有很多,例如假設檢驗中,檢驗的水平與真實水平;測度論中,取Null Set的覆蓋序列中,長度最小的定義為Lebesgue Outer Measure;隨機矩陣理論中, -Net的Covering Number是取所有Nets 中,基數(cardinality)最小的記為Covering Number;集合 的convex hull/affine hull是包含 的最小convex set/affine set,等等……可見“最xx”這個條件是經常被選擇用來“確定化”一個數學研究物件的手段。這有點兒扯遠了,事實上在方陣的逆矩陣的定義中,不用透過這個“最xx”的手段,就可以確定矩陣的逆矩陣是唯一的。不過,就算逆矩陣不是唯一的,像這種如此重要的概念,數學家們也會修改定義 使這個逆矩陣是唯一的。

    只是有感而發,寫一下自己對於其他數學概念的定義上的一些體會。

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