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奇异矩阵“奇异”在哪里?

已有 46574 次阅读 2015-5-12 14:45 |个人分类:大学观察|系统分类:教学心得

行列式为零的矩阵称为奇异矩阵。该定义蕴含着奇异矩阵是方阵,因为行列式是对方阵而言的。行列式恰好为零,是不是就很“奇异”呢?换个问题,行列式恰好为1的矩阵奇异不奇异呢?行列式恰好为2呢?3呢?素数呢?从某种意义上说,这些矩阵确实都很奇异。但为何只说行列式为零的矩阵才奇异呢?这很可能是由线性方程组的解的个数引出的名词。对于系数行列式非零的情况,方程组的解是唯一的;否则,就有无穷多解。换句话说,系数行列式可能取各种值,但不管是什么值,只要不为零,相应的方程组的解一定是唯一的。但是,如果系数行列式恰巧为零,方程组的解就可以有无穷多。这样,行列式为零的矩阵就显得很“突出”、很“不一样”、很“另类”、很“奇怪”,等等。而“奇异”包含了奇怪和异端两种意思,正好用于描述这种矩阵。奇异矩阵对应的英文单词是“singular matrix”,其中“singular”有如下几种意思(参见《朗文英语辞典》):1. a singular noun, verb, form etc is used when writing or speaking about one person or thing; 2. very great or very noticeable; 3. very unusual or strange. 显然,“singular matrix”中的“singular”对应上面的第3个意思,也带有第2个思意。

以上回答了标题中的问题。也许人们会问,为什么教科书里不把这件事情解释的清清楚楚呢?可能的原因是太麻烦了。而且,给出解释的话可能会“出力不讨好”,或者有人看到这样的解释后会说“没必要解释得这么清楚”,“这不是很显然嘛”,等等。还有一种可能是,对于作者很“显然”,所以就不去解释了。说到这里,忽然想起一个典故。一些大学的办公楼里,所有办公室门上都不挂牌子。问其中的人何故如此。答曰:官员们知道自己是谁,也知道自己该进哪个门。别说,这回答还真奇葩!              



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