線性無關、基與秩

零空間(null space)

矩陣 A 的零空間,是所有被 A 送到零的輸入向量 x 的集合,也就是每一個滿足 A*x = 0 的 x。把 A 看作一個變換時,它恰好就是 A 的核:那些被矩陣壓扁到原點的輸入。

它永遠是一個子空間:零向量在其中,零空間裡任意向量的組合也仍被送到零。它的維數有個名字,叫零化度(nullity),它數的是有多少個獨立方向被摧毀了。

零空間告訴你 A*x = b 的解裡藏著多少自由度。如果零空間只剩零這一個點,那麼解是唯一的。但若零空間包含一整條直線,你就能把任何一個解沿這條直線滑動,方程照樣成立,於是答案有無窮多個。

A = [[1,1],[2,2]]: A*(1,-1) = (0,0) -> null space is the line through (1,-1)

(1,-1) 的每個倍數都被送到零,所以零空間是這一整條直線。

如果一個矩陣有非零的零空間,它就不可逆,因為不止一個輸入會映到同一個輸出。

又稱
nullspacekernel of a matrix零空间核空间零空間