一个线性代数的应用实例
利用线性代数可以给某些问题很精妙的证明,Matrix67就给出了一个这样的例子,这也让我想起以前看见的另外一个例子,分享如下:
是否存在不全相等的
个数
,使得任意删除一个数,剩下
个数可以均分为2组,每组
个数的和都相等。
如果限定
是整数,这就是一个简单的高中(初中?)数学竞赛中的数论题,
由于
个数,任意去掉一个数剩下的数的和都是偶数,这意味着所有
个数的奇偶性相同。如果它们都是偶数,那么将它们都除以2,如果都是奇数,将它们减一再除2。这样操作之后得到的数仍然满足上面的条件,这样经过若干步之后所有数都相等(等于0或者-1),这意味着原来的原来的
个数必然全部相等。
很可惜,如果不要求
是整数,上面的证明就失效了。但利用线性代数里的一些简单事实,我们很快就能得出同样的结论,这样的
必然全部相等
记
为列向量
,假设去掉
之后,剩下来的数可以分为和相等的两等分子集,那么存在行向量
使得
,其中
的第
个位置为0,其余
个元素恰好有
个1和-1。
令矩阵
,其中
是
的第
行。那么
,我们证明
的所有元素都必然相等。
令
为同样大小的全1矩阵,那么
除了对角线上都是1之外,其余位置都是偶数,这样矩阵行列式
的表达式中有一个唯一的奇数,这意味着
,从而
,所以
。
故
至多一个非零解,可验证
就是它的唯一解。
个数
,使得任意删除一个数,剩下
个数可以均分为2组,每组
个数的和都相等。
为列向量
,假设去掉
,其中
个位置为0,其余
,其中
的第
,我们证明
为同样大小的全1矩阵,那么
除了对角线上都是1之外,其余位置都是偶数,这样矩阵行列式
的表达式中有一个唯一的奇数,这意味着
,从而
,所以
。
就是它的唯一解。
有趣。
cool!
博士的思维方式就是不同的
该域名鸟?
just a test!
利用常见的线性代数公式,却能这么有趣
出个题,n元子集{1,2,...,n}, 不能找到n+1个子集,两两相交都恰为单元集。
当然了,有纯组合的方法,当然也有线性代数的方法。