Python实现线性代数(1)N元一次方程组

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一、简单理解线性代数

线性代数是解决N元一次方程组的工具

二、为什么要应用线性代数

现实中的很多问题都可以用简单的线性方式表示(不一定要特别精准,近似即可,毕竟现实世界中存在的影响因素太多,很难甚至不可能完全一致),并通过N元一次方程组求解,比如我们想预测房价:

  1. 假设房价公式:房价= 地段 X 权重1 + 面积 X 权重2 + 年限 X 权重3...

  2. 收集数据:那么我们可以按照上述公式来收集多组数据,组成一个大的多元一次方程组

     100 = 100 x a1 + 200 x a2 + 70 x a3...
     150 = 90 x a1 + 400 x a2 + 70 x a3...
     120 = 80 x a1 + 300 x a2 + 70 x a3...
    
  3. 求解方程,得到具体的权重:a1=1 a2=1.5 a3=3

  4. 带入原公式中,类似于中学学的待定系数法,得到

    房价= 地段 X 1 + 面积 X 1.5 + 年限 X 3...

  5. 带入某一处房子的的参数来预测该房价格

    例如:

     地段:100(将地段排名后量化,好的地段100,次一点的99...)
     面积:200
     年限:80
    

    得到: 预测房价= 100 X 1 + 200 X 1.5 + 80 X 3...

三、求解N元一次方程组

数学水平:九年义务教育初二即可

常见方法:

(1)带入消元法 (2)加减消元法 (3)多次消元法

主要技巧:

方程组中(1)某个方程左右两边同时相乘 (2)某个方程与另一个方程加减