线性代数为什么是计算机专业的基础课程
  O3aqTJzgvEkJ 2023年11月02日 32 0

线性代数在机器学习中比较低阶的应用是矩阵运算,比如softmax分类器 y^=σ(WTx+b)\hat{\mathbf{y}}=\sigma(W^T\mathbf{x}+\mathbf{b}) ,在这里矩阵形式使得书写、计算更方便,也能帮助理解模型(将矩阵看作是一种变换);高阶一点的应用在无监督学习中,可以参考奇异值分解(SVD)等矩阵分解方法在特征降维、嵌入方面的应用,在这些应用场景中,主要利用的是矩阵的特征值等性质;还有矩阵的正定性,在凸函数的证明等很多方面也可以用到。另外,线性代数也是数值分析等优化课程的必要先修课。私以为机器学习是一门数学与计算机的交叉学科,因此线性代数在里面发挥的作用很大。

在初学一门课程的时候,尤其是大一新生,难免会质疑“这个课对我有什么用”...在我大一的时候,也会很幼稚地认为“我是一个软件工程的学生,学高等数学没有任何用处”。不过真的有没有用,还是得等到你成长到足够确定未来学习和工作的方向以后,才有可能确定。所以我现在不妨先给你一个结论:线性代数很值得学,对许多学科都很有用

再回到问题上来,题主觉得书上都是定义定理,不知道有何意义,这一说就说到了点子上。国内很多数学教材最受诟病的一点,就是脱离应用讲概念。国内的很多课程,给我的感觉就是:学课程内容是为了做题。我记得我的线性代数老师,虽然讲课非常风趣,但是讲课总给我一种“考研冲刺加强班”的即视感。

计算机图形学要求的数学已经远超过线性代数,起码要会点微分几何。线性代数和微积分作为最基础的数学课,是微分几何的基础。

就你在CG方面的问题,随便说几点:

  1. 图像就是矩阵。对图像做模糊等操作本身就是做矩阵运算
  2. 你用RGB-D相机拍了深度图和彩色图,图像的坐标和现实世界的坐标是不同坐标系,要结合相机参数做线性变换才能对应;
  3. CG中常对几何对象做旋转、平移,这些都是刚体变换都是线性变换

线性代数无处不在,不要担心学了没用。不管你是理工科啥专业,线代都是基础。其实学了微积分跟线代,你就可以自己看机器学习了。

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线性代数为什么是计算机专业的基础课程_线性代数

线性代数为什么是计算机专业的基础课程_机器学习_02

线性代数为什么是计算机专业的基础课程_机器学习_03

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最后一次编辑于 2023年11月08日 0

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