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线性代数总结<线性代数总结>

线性代数总结

线性代数总结 一、矩阵快速幂的常用技巧 1、上三角优化。

假设矩阵为上三角矩阵,那么我们的枚举顺序可以优化:

这是原来的: F O R ( i , 1 , n ) F O R ( j , 1 , n ) F O R ( k , 1 , n ) FOR(i,1,n)FOR(j,1,n)FOR(k,1,n) FOR(i,1,n)FOR(j,1,n)FOR(k,1,n)

现在: F O R ( i , 1 , n ) F O R ( j , i , n ) F O R ( k , i , j ) FOR(i,1,n)FOR(j,i,n)FOR(k,i,j) FOR(i,1,n)FOR(j,i,n)FOR(k,i,j)

1 6 frac{1}{6} 61​的常数优化,很给力。

2、答案的向量优化。

多次题目的时候,矩阵快速幂的时间复杂度为 O ( T n 3 l o g n ) O(Tn^3logn) O(Tn3logn)

当矩阵固定时:

如果答案为一个行向量,则预处理 2 i 2^i 2i次幂。由于矩阵的结合律,我们可以维护该行向量,这样只需要 O ( n 2 l o g n ) O(n^2logn) O(n2logn)做一次回答。

3、累加贡献的矩阵。

如果是矩阵前缀和的形式: ∑ i = 1 n B i sum_{i=1}^n B^i ∑i=1n​Bi ,可以把矩阵扩域达到此目的。

构造方法如下:

构造 T = { A I 0 I } T=egin{Bmatrix} A&I\ 0&I end{Bmatrix} T={A0​II​}

此时 T T T做 n + 1 n+1 n+1次前缀和,右上角的元素即为前缀和。

拓展:

右上角的 I I I可以换成列向量。

的话累计贡献就变成了相应的值。

典型例题:【清华集训】恐怖的奴隶主。

对于一个列向量 [ p 1 , p 2... p n ] [p1,p2...pn] [p1,p2...pn]表示状态为 1.. n 1..n 1..n时的贡献,则顺次相乘的累计结果恰好就是一次矩乘的贡献。

二、一些矩阵操作 矩阵的行列式

∣ A ∣ = ∑ P ( − 1 ) d ( P ) ∏ i = 1 n A [ i ] [ p i ] |A|=sum_{P}(-1)^{d(P)}prod_{i=1}^n{A[i][pi]} ∣A∣=∑P​(−1)d(P)∏i=1n​A[i][pi]

d ( P ) d(P) d(P)为逆序对数。

一个神奇性质: ∣ A B ∣ = ∣ A ∣ ∣ B ∣ |AB|=|A||B| ∣AB∣=∣A∣∣B∣

逆矩阵

A可逆

∣ A ∣ ≠ 0 |A|≠0 ∣A∣​=0

r ( A ) = n r(A) = n r(A)=n

齐次线性方程组 A X = 0 AX=0 AX=0 仅有零解

非齐次线性方程组$AX=b $有唯一解

A的特征值不为0

矩阵的迹: t r ( A ) tr(A) tr(A)

主对角线元素和。

方程如果存在0系数行,常数项 > 0 >0 >0,则方程无解。

否则方程有无数解。

矩阵的秩: r ( A ) r(A) r(A)

表示线性无关的横行的极大数目。

齐次线性方程组

常数项全为 0 0 0的方程组。

若 r ( A ) < n r(A)

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