머신러닝 수학/선형대수학

✨ 단위벡터는 단위행렬과는 정말 달랐다! | 수학 개념 완전 정복

THINKRUNNER 2025. 4. 24. 21:47
✨ 단위벡터 vs 표준기저벡터 | LaTeX 수식 지원

✨ 단위벡터는 단위행렬과는 정말 달랐다!

한 줄 요약: 단위벡터는 원래 벡터와 방향은 같고 길이만 1로 만든 벡터이며, 표준기저벡터는 좌표축 방향의 특정 단위벡터 집합입니다!

🤔 단위벡터? 단위행렬? 이름은 비슷한데 뭐가 다를까?

처음 수학을 배울 땐, \( (1,0), (0,1) \) 같은 벡터를 보고 "단위벡터"라고 착각하기 쉽습니다. 하지만 단위벡터는 원래 벡터의 방향을 그대로 유지하면서 길이만 1로 만든 벡터입니다.

📏 단위벡터란?

단위벡터는 길이 \( 1 \)을 가지며, 방향은 원래 벡터와 같습니다. 예시:

  • \( (\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}) \)
  • \( (0, -1) \)
  • \( (\cos\theta, \sin\theta) \)

🏛 단위행렬이란?

단위행렬은 벡터를 변환해도 변하지 않는 항등 변환 행렬입니다. 예:

\[ I = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \]

📌 표준기저벡터 vs 단위벡터

  • 표준기저벡터(standard basis vector): 좌표축 방향을 가리키며, 길이가 1 예: \( (1,0), (0,1), (0,0,1) \)
  • 단위벡터(unit vector): 어떤 방향이든 가능하지만, 길이는 1
  • 표준기저벡터는 특별한 방향(좌표축 방향)의 단위벡터
📌 정리: 표준기저벡터는 좌표축(x축, y축 등) 방향을 가지는 단위벡터입니다!

🔬 실제 정사영에서의 단위벡터

정사영 공식도 단위벡터 기반으로 설명됩니다:

\[ \mathrm{proj}_{\mathbf{a}}(\mathbf{b}) = \frac{\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}}{\|\mathbf{a}\|^2} \mathbf{a} \]

🧠 오늘의 교훈

단위벡터, 표준기저벡터, 단위행렬은 모두 "길이"와 "방향"을 다루지만, 의미와 역할은 다릅니다. 이 구분을 확실히 이해하면 수학과 선형대수를 훨씬 쉽게 공부할 수 있습니다! 🚀

작성일: 2025-04-24

작성자: Thinkrunner