Kombinacje liniowe i powłoka liniowa

Geometria i algebra odwzorowań liniowych, wektorów i macierzy

Weź kilka wektorów i wykonaj dwie operacje: przemnóż każdy z nich przez dowolną liczbę (skalar), a następnie dodaj wyniki do siebie. Każdy wektor, który można w ten sposób skonstruować, to kombinacja liniowa twojego początkowego zbioru. Cały zbiór wszystkich wektorów, które można w ten sposób utworzyć, nazywa się powłoką liniową (ang. span).

Powłoka liniowa to kluczowe pojęcie, więc warto wyobrazić ją sobie konkretnie. Jeden niezerowy wektor, skalowany przez różne liczby, wyznacza prostą przechodzącą przez początek układu współrzędnych. Dwa wektory wskazujące w różnych (nieskorelowanych) kierunkach wyznaczają całą płaszczyznę. Dodaj trzeci, który wychodzi poza tę płaszczyznę, a wypełnisz całą przestrzeń 3D.

Wypełnij swój blender dwoma podstawowymi składnikami — powiedzmy strzałką bananową i strzałką jagodową. Smoothie to każda mieszanka, w której skalujesz każdą bazę (więcej lub mniej) i łączysz je ze sobą; to jest kombinacja liniowa. Pełne menu każdego smoothie, jakie można by było zmiksować z tych baz, to ich span — a jeśli obie bazy ciągną w autentycznie różnych kierunkach, to menu wypełnia całą płaszczyznę smaków.

Gdzie to występuje w MLPowłoka liniowa to dokładnie to, "co dana warstwa potrafi wyrazić". Warstwa liniowa Wx może produkować jedynie takie wyniki, które należą do powłoki liniowej kolumn macierzy W (tzw. przestrzeni kolumnowej). Jeśli w tej powłoce brakuje jakiegoś kierunku istotnego dla danych, żaden wybór na wejściu nie będzie w stanie go odtworzyć; warstwa jest na ten kierunek strukturalnie „ślepa”. Wybór…
▶ Kombinacje liniowe i powłoka liniowa
← NormyNiezależność liniowa i baza →