4.4 카드화 완료 (사용자): 스스로 점검 6문항 #card, 식 (6) 이미지 앞면 배치 기법 적용

Co-Authored-By: Claude Fable 5 <noreply@anthropic.com>
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songyc macbook 2026-08-18 17:10:18 +09:00
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@ -180,23 +180,24 @@ deck:: Logseq/전공공부/선형대수학
- 💡 $5 \times 5$ 아다마르는 불가능: 두 열의 내적이 $\pm 1$ 다섯 개의 합인데, 홀수 개의 $\pm 1$ 은 0이 될 수 없다.
- **확인문제 4.4B** (직교 열의 핵심 한 줄): $Q^{\mathrm{T}}Q$ 가 대각(항등)이라 역행렬이 공짜가 되고, 사영이 "축별로 따로 사영해서 **더하기만** 하면 되는 것"으로 쪼개진다는 것.
- ### ❓ 스스로 점검
- 정규직교의 두 조건은? 그것이 $Q^{\mathrm{T}}Q = I$ 한 줄과 같은 이유는?
- 정규직교의 두 조건은? 그것이 $Q^{\mathrm{T}}Q = I$ 한 줄과 같은 이유는? #card
- 서로 직교 ($i \neq j$ 이면 $q_i^{\mathrm{T}}q_j = 0$) + 각자 크기 1 ($q_i^{\mathrm{T}}q_i = 1$).
- $Q^{\mathrm{T}}Q$ 는 열들의 내적 표: 비대각 = 서로의 내적 = 0, 대각 = 자기 내적 = 1 → 정확히 $I$.
- $Q^{\mathrm{T}}Q = I$ 와 $QQ^{\mathrm{T}} = I$ 는 언제 성립하는가? "직교행렬"이라는 이름은 언제 쓰나?
- $Q^{\mathrm{T}}Q = I$ 와 $QQ^{\mathrm{T}} = I$ 는 언제 성립하는가? "직교행렬"이라는 이름은 언제 쓰나? #card
- $Q^{\mathrm{T}}Q = I$: 직사각이어도 항상. $QQ^{\mathrm{T}} = I$: 정사각일 때만.
- 직사각이면 $QQ^{\mathrm{T}}$ 는 열공간 위로의 사영행렬이다.
- "직교행렬"은 정사각인 경우에만 부르는 이름 ($Q^{\mathrm{T}} = Q^{-1}$).
- 반사행렬 $Q = I - 2uu^{\mathrm{T}}$ 를 사영의 언어로 읽으면?
- 반사행렬 $Q = I - 2uu^{\mathrm{T}}$ 를 사영의 언어로 읽으면? #card
- $uu^{\mathrm{T}}$ 는 $u$ 방향(거울의 법선) 사영행렬. $Qb = b - 2(u\text{방향 성분})$, 즉 거울에 수직인 성분만 부호 반전.
- 성질: $Q^{\mathrm{T}} = Q$, $Q^2 = I$ (두 번 반사 = 원위치), 크기 보존.
- $Q$ 를 곱해도 변하지 않는 두 가지와 그 한 줄 증명은?
- $Q$ 를 곱해도 변하지 않는 두 가지와 그 한 줄 증명은? #card
- 크기와 사잇각(내적). $\|Qx\|^2 = x^{\mathrm{T}}Q^{\mathrm{T}}Qx = x^{\mathrm{T}}x$, $(Qx)^{\mathrm{T}}(Qy) = x^{\mathrm{T}}y$.
- 실용적 의미: 수치 계산에서 오차가 증폭되지 않는다.
- $A$ 가 $Q$ 로 바뀌면 사영 3공식이 어떻게 되나? 정사각이면 식 (6)은 무엇을 말하나?
- ![식 (6): b의 직교 분해 (p.255)](../assets/4장_p255_식6_b분해.png)
$A$ 가 $Q$ 로 바뀌면 사영 3공식이 어떻게 되나? 정사각이면 식 (6)은 무엇을 말하나? #card
- $\hat{x} = Q^{\mathrm{T}}b$, $p = QQ^{\mathrm{T}}b$, $P = QQ^{\mathrm{T}}$ (역행렬 소멸).
- 정사각이면 $b = q_1(q_1^{\mathrm{T}}b) + \cdots + q_n(q_n^{\mathrm{T}}b)$: $b$ 를 기저로 분해하며, 각 좌표가 내적으로 공짜.
- 그람-슈미트를 한 문장으로? $R = Q^{\mathrm{T}}A$ 가 상삼각인 이유는? 연산량은?
- 그람-슈미트를 한 문장으로? $R = Q^{\mathrm{T}}A$ 가 상삼각인 이유는? 연산량은? #card
- 새 벡터에서 기존 직교벡터들 위로의 사영을 빼고(오차벡터만 남기고), 마지막에 크기로 나눈다.
- $a_j$ 는 $q_1, \ldots, q_j$ 의 결합이라 나중 $q_i$ ($i > j$)와의 내적 $r_{ij} = 0$ → 상삼각.
- 곱셈 $mn^2$ 번 (열마다 이전 $q$ 들과 내적 + 빼기, 각 $m$ 번씩).
@ -251,4 +252,4 @@ deck:: Logseq/전공공부/선형대수학
- $Q_2$: $uu^{\mathrm{T}} = \begin{bmatrix} 0&0&0 \\ 0&\frac{1}{2}&\frac{1}{2} \\ 0&\frac{1}{2}&\frac{1}{2} \end{bmatrix}$ → $Q_2 = \begin{bmatrix} 1&0&0 \\ 0&0&-1 \\ 0&-1&0 \end{bmatrix}$. 거울은 평면 $y + z = 0$.
- $(1, 1, 1)$: $u$ 방향 성분 $= (u^{\mathrm{T}}x)u$, $u^{\mathrm{T}}x = \sqrt{2}$ → $Q_2 x = (1,1,1) - 2\sqrt{2}u = (1, -1, -1)$. 행렬 곱으로도 $(1, -1, -1)$ ✓.
- 검산: $Q_1^2 = I$, $Q_2^2 = I$ (두 번 반사 = 원위치), 둘 다 대칭 ✓.
- 핵심 문장: 반사행렬 제조법 = "법선 $u$ 잡고 $I - 2uu^{\mathrm{T}}$". 효과 확인은 "$u$ 성분만 부호 반전"으로 암산 검산이 된다.
- 핵심 문장: 반사행렬 제조법 = "법선 $u$ 잡고 $I - 2uu^{\mathrm{T}}$". 효과 확인은 "$u$ 성분만 부호 반전"으로 암산 검산이 된다.