7版线性代数课程电子版教材 .docx
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1、精品名师归纳总结考研线性代数电子讲义主讲:尤承业欢迎使用新东方在线电子教材教材说明:本电子教材 word 文档下面的页码跟教材完全一样,学员只需依据老师说的多少页找到相应的页面学习即可。这次授课老师没有完全依据讲义授课,请学员仔细做好笔记。请提前预习、仔细学习、准时复习,预祝广大考研学子考研胜利!可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一讲 基本概念1线性方程组的基本概念线性方程组的一般形式为:a11 x1a12 x2a 21 x1a 22 x2a1n xna2 n xnb1 ,b2 ,a m1 x1am 2 x2amn xnbm ,其中未知数的个数n 和方程式的个数 m 不必相等。
2、线性方程组的解是一个n 维向量k1, k2, kn 称为 解向量 ),它满意:当每个方程中的未知数 xi 都用 k i 替代时都成为等式。线性方程组的解的情形有三种:无解,唯独解,无穷多解。对线性方程组争论的主要问题有两个:时求通解。1)判定解的情形。 2)求解,特殊是在有无穷多解b1b2bm0的线性方程组称为齐次线性方程组。n维零向量总是齐次线性方程组的解,称为零解。因此齐次线性方程组解的情形只有两种:唯独解即只要零解)和无穷多解即有非零解)。把一个非齐次线性方程组的每个方程的常数项都换成0 ,所得到的齐次线性方程组称为原方程组的导出齐次线性方程组,简称导出组。2 矩阵和向量1 )基本概念矩
3、阵和向量都是描写事物形状的数量形式的进展。由 mn 个数排列成的一个m 行 n 列的表格,两边界以圆括号或方括号,就成为一个m矩阵。例如是一个 4a115 矩阵,对于上面的线性方程组,称矩阵a12a22a1na11Aa 21a 2n和A |a21a12a22a1na2nb1b2am1am2amnam1am2amnbmn 型21011111022542933318为其系数矩阵和增广矩阵。增广矩阵表达了方程组的全部信息,而齐次方程组只用系数矩阵就表达其全部信息。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一个矩阵中的数称为它的元素,位于第i 行第 j 列的数称为元素全为 0 的矩阵称为零矩阵,
4、通常就记作0 。i , j位元素。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结两个矩阵 A 和 B 相等 记作 A并且对应的元素都相等。B ) ,是指它的行数相等,列数也相等即它们的类型相同),可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由 n 个数构成的有序数组称为一个n 维向量,称这些数为它的重量。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结书写中可用矩阵的形式来表示向量,例如重量依次是a1, a2 , an 的向量可表示成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a1, a2 , an 或a1a2,可编辑资料 - - -
5、欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结an请留意,作为向量它们并没有区分,但是作为矩阵,它们不一样左边是 1n 矩阵,右边是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n1 矩阵)。习惯上把它们分别称为行向量和列向量。请留意与下面规定的矩阵的行向量和列向量概念的区分。)一个 mn 的矩阵的每一行是一个n 维向量,称为它的行向量。每一列是一个m 维向量,称为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结它的列向量。经常用矩阵的列向量组来写出矩阵,例如当矩阵A 的列向量组为1,2,n 时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - -
6、欢迎下载精品名师归纳总结它们都是表示为列的形式!)可记A1 ,2 ,n 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结矩阵的很多概念也可对向量来规定,如元素全为0 的向量称为零向量,通常也记作0 。两个向量和相等 记作),是指它的维数相等,并且对应的重量都相等。2 )线性运算和转置线性运算是矩阵和向量所共有的,下面以矩阵为例来说明。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结加减)法:两个m n 的矩阵 A 和 B 可以相加 减),得到的和差)仍是 mn 矩阵,记作可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AB AB ,法就为对应元素相加减)。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
7、名师归纳总结数乘:一个mn 的矩阵 A 与一个数 c 可以相乘,乘积仍为mn 的矩阵,记作 cA ,法就为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A 的每个元素乘 c 。这两种运算统称为线性运算,它们满意以下规律:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 加法交换律:ABBA 。 加法结合律:ABCABC 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 加乘安排律: c ABcAcB 。 cd AcAdA 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 数乘结合律:c d A
8、cd A。 cA0c0 或 A0 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结转置:把一个 mn 的矩阵 A 行和列互换,得到的n m的矩阵称为 A 的转置,记作AT 或可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结TA )。 有以下规律:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T ATA 。 ABATBT 。cA TcAT 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结转置是矩阵所特有的运算,如把转置的符号用在向量上,就意味着把这个向量看作矩阵了。当是列向量时,T 表示行向量,当是行向量时,T 表示列向量。可编辑资料 - -
9、 - 欢迎下载精品名师归纳总结向 量 组 的 线 性 组 合 : 设1 ,2 ,s 是 一 组 n 维 向 量 ,c1, c2 , cs是 一 组 数 , 就 称可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结c11c22css可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为 1,2 ,s 的以 c1, c2, cs 为系数的)线性组合。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n维向量组的线性组合也是n 维向量。3 ) n 阶矩阵与几个特殊矩阵行数和列数相等的矩阵称为方阵,行列数都为n 的
10、矩阵也经常叫做 n 阶矩阵。把 n 阶矩阵的从左上到右下的对角线称为它对角线。其上的元素行号与列号相等。) 下面列出几类常用的n 阶矩阵,它们都是考试大纲中要求把握的。对角矩阵:对角线外的元素都为0 的 n 阶矩阵。单位矩阵:对角线上的元素都为1的对角矩阵,记作E 或 I )。数量矩阵:对角线上的元素都等于一个常数c 的对角矩阵,它就是cE 。上三角矩阵:对角线下的元素都为0 的 n 阶矩阵。下三角矩阵:对角线上的元素都为0 的 n 阶矩阵。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T对称矩阵:满意An阶矩阵。A 矩阵。也就是对任何i, j,i , j位的元素和j ,i位的元素总是相等的
11、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T类似的,矩阵仍有三种初等列变换,大家可以仿照着写出它们,这里省略了。初等行变换与初等列变换统称初等变换。阶梯形矩阵:一个矩阵称为阶梯形矩阵,假如满意:假如它有零行,就都显现在下面。假如它有非零行,就每个非零行的第一个非0 元素所在的列号自上而下严格单调递增。把阶梯形矩阵的每个非零行的第一个非0 元素所在的位置称为台角。简洁阶梯形矩阵:是特殊的阶梯形矩阵,特点为:台角位置的元素为1。并且其正上方的元素都为0。每个矩阵都可以用初等行变换化为阶梯形矩阵和简洁阶梯形矩阵。这种运算是在线性代数的各类运算题中
12、频繁运用的基本运算,必需非常娴熟。请留意: 1一个矩阵用初等行变换化得的阶梯形矩阵并不是唯独的,但是其非零行数和台角位置是确定的。2一个矩阵用初等行变换化得的简洁阶梯形矩阵是唯独的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 线性方程组的矩阵消元法线性方程组的基本方法即中学课程中的消元法:用同解变换把方程组化为阶梯形方程组即增广矩阵为阶梯形矩阵的方程组)。线性方程组的同解变换有三种:交换两个方程的上下位置。用一个非 0 的常数乘某个方程。把某个方程的倍数加到另一个方程上。以上变换反映在增广矩阵上就是三种初等行变换。线性方程组求解的基本方法是消元法,用增广矩阵或系数矩阵来进行,称为矩阵
13、消元法。对非齐次线性方程组步骤如下:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 )写出方程组的增广矩阵A |,用初等行变换把它化为阶梯形矩阵B |。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 )用 B |判别解的情形:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假如最下面的非零行为0,0,0 | d,就无解,否就有解。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有解时看非零行数 r r 不会大于未知数个数n ), rn 时唯独解
14、。 rn 时无穷多解。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结推论:当方程的个数m n 时,不行能唯独解。)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 )有唯独解时求解的初等变换法:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结去掉 B |的零行,得到一个nn 1 矩阵B0 |0,并用初等行变换把它化为简洁阶梯形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结矩阵 E |,就就是解。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对齐次线性方程组:1 )写出方程组的系数矩阵A ,用初等行变换把它化为阶梯形矩阵B 。可编辑资料 -
15、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 )用 B 判别解的情形:非零行数rn时只有零解: rn 时有非零解 求解方法在第五章可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结讲)。 推论:当方程的个数mn 时,有非零解。)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结争论题1. 设 A 是 n 阶矩阵,就A ) A 是上三角矩阵A 是阶梯形矩阵。B ) A 是上三角矩阵A 是阶梯形矩阵。C) A 是上三角矩阵A 是阶梯形矩阵。D ) A 是上三角矩阵与 A 是阶梯形矩阵没有直接的因果关系。2. 以下命题中哪几个成立?1 )假如 A 是阶梯形矩阵,就A 去掉任何一行仍是阶梯形矩阵。2 )假如 A
16、是阶梯形矩阵,就A 去掉任何一列仍是阶梯形矩阵。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 )假如A | B是阶梯形矩阵,就A 也是阶梯形矩阵。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 )假如A | B是阶梯形矩阵,就 B 也是阶梯形矩阵。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5 )假如A 是阶梯形矩阵,就A 和 B 都是阶梯形矩阵。B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其次讲 行列式一概念复习1. 形式和意义可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结形
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