线性代数 I · 第 7 章

网络流量中的零空间自由度

把每条有向边的流量写成向量 x。若每个节点的流入减流出都等于 0,节点-边关联矩阵就给出 A x = 0;零空间中的方向,就是不会破坏节点守恒的自由流。

四节点五边网络

x(t) = 3.0 · (1, 1, 1, 1, 0)
含闭合环路的有向网络 节点 A、B、C、D 构成外环 A 到 B 到 C 到 D 到 A,另有 B 到 D 的旁路边。 A→B: 3.0 B→C: 3.0 C→D: 3.0 D→A: 3.0 B→D: 0.0 A 0.0 B 0.0 C 0.0 D 0.0

外环四条边共享同一个环路流量 t;中间的 B→D 是第五条有向边,但当前零空间方向在这条边上的分量为 0。

零空间方向的含义

关联矩阵 A 的一行对应一个节点。A x = 0 说明每个节点没有净积累,也没有净亏空。向量 v = (1,1,1,1,0) 沿闭合环路加同样的量,所以每到达一个节点也立刻离开一个节点;t 可以自由改变,仍留在零空间里。

x = (3.0, 3.0, 3.0, 3.0, 0.0)
A x = (0.0, 0.0, 0.0, 0.0)