線性代數專區

給 CS 工程師的線性代數

從矩陣變換到 SVD — 不是背公式,而是動手玩。每個概念都對應到一個 CS 應用,先建直覺再上符號。

📍 為什麼學這個?

圖學 / 遊戲 — 4×4 變換、透視投影、quaternion 旋轉

機器學習 — 矩陣乘法、SVD、PCA(= 對角化 covariance)

NLP / 推薦 — 餘弦相似度、SVD(LSA)、attention = 矩陣乘

圖論 — adjacency matrix、PageRank(= 最大特徵向量)

訊號 / 影像 — Fourier = 換基底、DCT(JPEG)、convolution

量子運算 — 向量空間、unitary 矩陣、tensor product

Chapter 1 · 直覺基礎

🧊 4×4 矩陣變換

把矩陣當作「動詞」— 即時調整每個分量,看立方體與向量怎麼被拉伸、旋轉、平移。

Chapter 1 · 直覺基礎

🔗 矩陣組合 (A · B)

兩個矩陣怎麼疊起來?順序為什麼這麼重要?— 看 A·B 跟 B·A 到底差在哪。

Chapter 2 · 核心工具

📐 投影 (Projection)

把一個向量「壓」到一條線或一個平面 — 看殘差為什麼永遠垂直,理解線性回歸的幾何。

Chapter 2 · 核心工具

🔄 換基底 (Change of Basis)

同一個向量,在不同座標系裡長得不一樣。圖學、PCA、Fourier 的共同骨幹。

Chapter 3 · 分解與譜論

🌟 特徵向量與對角化

哪些方向「被矩陣作用後仍是原方向」?PageRank、PCA 與量子裡的不變方向。

Chapter 3 · 分解與譜論

🔱 奇異值分解 SVD

CS 裡最重要的矩陣分解 — 推薦系統、降維、影像壓縮、潛在語意分析全靠它。

對標 3Blue1Brown · Essence of Linear Algebra — 看影片建直覺,回這裡動手玩。