@@ -15,15 +15,15 @@ kernelspec:
1515
1616## 概述
1717
18- 本讲座介绍循环矩阵及其一些性质 。
18+ 本讲座将介绍循环矩阵这一特殊的矩阵类型 。
1919
20- 循环矩阵具有特殊的结构,这种结构将它们与一些有用的概念联系起来,包括 :
20+ 循环矩阵有着独特的结构特征,这使得它们与许多重要的数学概念密切相关,比如 :
2121
22- * 卷积
22+ * 卷积运算
2323 * 傅里叶变换
2424 * 置换矩阵
2525
26- 由于这些联系,循环矩阵在机器学习中被广泛使用,例如在图像处理中 。
26+ 正是由于这些重要联系,循环矩阵在机器学习等领域得到了广泛应用。例如,它们在图像处理中扮演着重要角色 。
2727
2828我们首先导入一些Python包:
2929
@@ -83,13 +83,13 @@ def construct_cirlulant(row):
8383```
8484
8585```{code-cell} ipython3
86- # 一个简单的例子, 当 N = 3 时
86+ # 当 N = 3 时的一个简单例子
8787construct_cirlulant(np.array([1., 2., 3.]))
8888```
8989
9090### 循环矩阵的一些性质
9191
92- 以下是一些有用的性质:
92+ 以下是一些有用的性质。
9393
9494假设 $A$ 和 $B$ 都是循环矩阵。那么可以验证:
9595
@@ -149,7 +149,7 @@ P=\left[\begin{array}{cccccc}
149149\end{array}\right]
150150$$ (eqn:exampleP)
151151
152- 作为一个 **循环移位**算子,当应用于 $N \times 1$ 向量 $h$ 时,将第 $2$ 行到第 $N$ 行的元素向上移动一行,并将第 $1$ 行的元素移动到第 $N$ 行。
152+ 是一个 **循环移位**算子,当应用于 $N \times 1$ 向量 $h$ 时,将第 $2$ 行到第 $N$ 行的元素向上移动一行,并将第 $1$ 行的元素移动到第 $N$ 行。
153153
154154方程 {eq}`eqn:exampleP` 中定义的循环移位置换矩阵 $P$ 的特征值可以通过构造
155155
@@ -216,13 +216,13 @@ for i in range(4):
216216 print(f'𝜆{i} = {𝜆[i]:.1f} \nvec{i} = {Q[i, :]}\n')
217217```
218218
219- 在下面的图中,我们将在复平面上展示移位置换矩阵的特征值 。
219+ 让我们在复平面上绘制移位置换矩阵的特征值 。
220220
221- 这些特征值均匀分布在单位圆上 。
221+ 从图中可以看出,这些特征值在单位圆上均匀分布 。
222222
223- 它们是**$n$ 次单位根**,意味着它们是满足 $z^n =1$ 的 $n$ 个复数 $z$,其中 $z$ 是一个复数 。
223+ 这些特征值实际上就是单位根 -- 即满足方程 $z^n = 1$ 的复数 $z$ 。
224224
225- 特别地, $n$ 次单位根是
225+ 具体来说,对于阶数为 $n$ 的置换矩阵,其特征值就是 $n$ 个单位根,它们的表达式为
226226
227227$$
228228z = \exp\left(\frac{2 \pi j k }{N} \right) , \quad k = 0, \ldots, N-1
@@ -317,7 +317,7 @@ Q8 = F8 / np.sqrt(8)
317317```
318318
319319```{code-cell} ipython3
320- # 验证正交性(酉性)
320+ # 验证正交性
321321Q8 @ np.conjugate(Q8)
322322```
323323
@@ -338,20 +338,16 @@ for j in range(8):
338338diff_arr
339339```
340340
341- ## 关联置换矩阵
341+ ## 循环矩阵与置换矩阵的关系
342342
343- 接下来,我们执行计算来验证方程 {eq}`eqn:circulant` 中定义的循环矩阵 $C$ 可以写成
343+ 接下来,我们将验证方程 {eq}`eqn:circulant` 中定义的循环矩阵 $C$ 可以表示为置换矩阵的线性组合:
344344
345345$$
346346C = c_ {0} I + c_ {1} P + \cdots + c_ {n-1} P^{n-1}
347347$$
348348
349349并且 $P$ 的每个特征向量也是 $C$ 的特征向量。
350350
351- ```{code-cell} ipython3
352-
353- ```
354-
355351我们用 $N=8$ 的情况来说明这一点。
356352
357353```{code-cell} ipython3
366362C8 = construct_cirlulant(c)
367363```
368364
369- 计算 $c_{0} I + c_{1} P + \cdots + c_{n-1} P^{n-1}$。
365+ 计算 $c_{0} I + c_{1} P + \cdots + c_{n-1} P^{n-1}$
370366
371367```{code-cell} ipython3
372368N = 8
387383C8
388384```
389385
390- 现在让我们计算两种不同方式构造的循环矩阵之间的差异 。
386+ 现在让我们计算两种不同方式构造的循环矩阵之间的差值 。
391387
392388```{code-cell} ipython3
393389np.abs(C - C8).max()
394390```
395391
396- 与特征值 $w^{k-1}$ 相关的 $P_{8}$ 的第 $k$ 列是 $C_{8} $ 的特征向量,对应的特征值是 $\sum_{h=0}^{7} c_{j} w^{h k}$ 。
392+ $P_8$ 的第 $k$ 列是 $C_8 $ 的特征向量,其特征值为 $\sum_{h=0}^{7} c_h w^{hk}$,其中 $ w^{k-1}$ 是 $P_8$ 对应的特征值 。
397393
398394```{code-cell} ipython3
399395𝜆_C8 = np.zeros(8, dtype=complex)
@@ -443,7 +439,7 @@ def DFT(x):
443439 return X
444440```
445441
446- 考虑以下示例。
442+ 考虑以下示例:
447443
448444$$
449445x_ {n}=\begin{cases}
0 commit comments