6春季学期《线性代数》学习指导 .docx
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1、精品名师归纳总结2006 年春季学期线性代数学习指导一、考试形式:闭卷二、参考书:课本,杨荫华版三、学习要点:1、基础学问在复习过程中,我们肯定要把教材中提到的基础学问复习一遍,把握每个关键学问点的含义。基本概念懂得不透彻,对解题会带来思维上的困难和纷乱因此对概念必需搞清它的内涵,仍要争论它的外延,要懂得正面的含义,仍要摸索、懂得概念的侧面、反面。例如关于矩阵的秩,教材中的定义是: A 是 sXn 矩阵,如 A 中有一个 r 阶子式不为零,全部 r 阶以上子式 假如它仍有的话 均为零,就称 A 的秩为 r ,记成 rankA=r 或rA r ,秩 A r 明显,定义中内涵的要点有:1 A 中至
2、少有一个 r 阶子式不为零。2 全部 r 阶以上均为零3 如全部 r+1子式都为零,就必有全部r 阶以上子式均为零要点 2 和 3 是等价条件,至于r 阶子式是否可以为零?小于r 阶的子式是否可以为零.全部 r-1阶的子式是否可以全部为零?这些都是秩的概念的外延内容,假如这些概念搞清晰了。那么下述挑选题就会迎刃而解例 1 设 A 是 m n 矩阵, rA r ,就 A 中 A 至 少 有 一 个 r 阶 子 式 不 为 零 , 没 有 等 于 零 的 r-1 阶 子 式 B 有 不 等 于 零 的 r 阶 子 式 , 没 有 不 等 于 零 的 r+1 阶 子 式 C 有 等 于 零 的 r
3、阶 子 式 , 没 有 不 等 于 零 的 r+1 阶 子 式 D 任 何 r 阶 子 式 不 等 于 零 , 任 何 r+1 阶 子 式 都 等 于 零 答案: B基本方法要娴熟把握娴熟把握不等于死记硬背,相反要抓问题的实质,要在懂得的基础上适当记忆把需要记忆的东西缩小到最低限度,很多方法可以通过练习来记住,例如一个实对称矩阵,肯定存在正交矩阵,通过正交变换化为对角阵,其步骤较多,但通过练习,不难解决基本运算要娴熟学习数学,离不开运算,运算要娴熟,当然要做肯定数量的习题, 通过肯定数量的习题,把运算的基本功练扎实在练习过程中,自觉的提高运算才能,提高运算的精确性,养成良好的运算习惯和科学作风
4、特殊对线性代数而言,运算并不复 杂,大量的运算是大家早已娴熟了的加法和乘法,从而养成良好的运算习惯和科学作风显得尤为重要。例如线性代数的前四章中 行列式、矩阵、向量、方程组 绝大多数的运算是初等变换用初等变换求行列式的值、求逆矩阵、求向量组 或矩阵 的秩、求向量组的极大线性无关组、求方程组的解等可以想象,一旦初等变换过程中显现某个数值运算错误,那你的答案将是什么样的结果?从历届数学试卷来看,每年需要通过运算得分的内容均在 70% 左右,可见运算才能培育的重要只听不练,只看不练,眼高手低,专找难题做,这并不适合一般考生的情形,在历次考试中,不乏有教训惨痛的人可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名
5、师归纳总结2 、活用概念线性代数中概念多、定理多、符号多、运算规律多,内容相互纵横交叉,学问前后紧密联系是线性代数课程的特点,所以我们应通过全面系统的复习,充分懂得概念,把握定理的条件、结论及应用,熟识符号的意义,把握各种运算规律、运算方法,并准时进行总结,抓联系,抓规律,使零散的学问点串起来、连起来,使所学学问融会贯穿,实现一个“活”字五、学问要点第一部分 线性代数中的最基本概念基础比较好的考生可不必看这部分内容, 或者只用本部分的习题对自己进行一次测试.1. 矩阵1基本概念矩阵是描写事物形状的数量形式的进展.由 m n 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
6、为一个m n型矩阵 . 这些数称为它的元素 , 位于第 i 行第 j 列的数称为 i,j位元素 .元素全为 0 的矩阵称为 零矩阵 , 通常就记作 0.两个矩阵A 和 B 相等 记作 A=B, 是指它的行数相等, 列数也相等 即它们的类型相同 ,并且对应的元素都相等. 2线性运算和转置加 减法: 两个 m n 的矩阵 A 和 B 可以相加 减, 得到的和 差仍是 m n 矩阵 , 记作A+B A- B, 法就为对应元素相加 减.数乘 :一个 m n 的矩阵 A 与应当数 c 可以相乘 , 乘积仍为 m n 的矩阵 , 记作 cA, 法就为A 的每个元素乘c.这两种运算统称为先性运算, 它们满意
7、以下规律: 加法交换律 : A+B=B+A. 加法结合律 : A+B+C=A+ B+C. 加乘安排律 :c A+B=cA+cB.c+d A=cA+dA. 数乘结合律 : cdA=cd A. c A=0c=0 或 A=0.转置 : 把一个 m n 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A.有以下规律 :T T A =A.TTT A+B =A +B.TT c A =c A .3 n阶矩阵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 的矩阵也经常叫做n 阶矩阵 . n 阶矩阵 A 的相应的行列式记作 | A|, 称为 A 的行列式 .把 n
8、 阶矩阵的从左上到右下的对角线称为它的主对角线. 其上的运算行列号相等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结下面列出几类常用的n 阶矩阵 , 它们但是考试大纲中要求把握的.对角矩阵 :主对角线外的的元素都为0 的 n 阶矩阵 .单位矩阵 :主对角线外的的元素都为1 的对角矩阵 , 记作 E 或 I .数量矩阵 :主对角线外的的元素都等于一个常数c 的对角矩阵 , 它就是 cE.上 下三角矩阵 :主对角线下 上的的元素都为 0 的 n 阶矩阵 .T对称矩阵 : 满意 A =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 n 阶矩阵 .反对称矩阵 :
9、满意 AT=- A 矩阵. 也就是对任何 i,j, i,j位的元素和 j ,i位的元素之和总等于 0 的 n 阶矩阵 . 反对称矩阵对角线上的元素肯定都是0.4矩阵的初等变换和阶梯形矩阵矩阵的 初等行变换 有以下三种 : 交换两行的上下位置 . 用一个非 0 的常数乘某一行的各元素. 把某一行的倍数加到另一行上.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 . 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.频繁运用的基
10、本运算 , 必需非常娴熟 .2.向量1基本概念向量是另一种描述事物形状的数量形式.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 .书写中可用矩阵的形式来表示向量, 例如重量依次是a1,a 2,a n 的向量可表示成a1a 1,a 2,a n或 a2,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 1 n 矩阵, 右边 n 1是矩阵 . 习惯上把它们分别称为行向量和列向量. 请留意它与矩阵的行向量和列向量的区分一个 m n 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 ,称为它的列向量. 经常用矩阵的列向量组
11、来写出矩阵, 例如当矩阵A 的列向量组为1,2,n 时 它们都是表示为列的形式. 可记 A=1,2,n.矩阵的很多概念也可对向量来规定2线性运算和线性组合, 如向量的相等, 零向量等等 . 这里从略 .向量也有加减法和数乘这两种线性运算述了 ., 并且也有完全一样的运算规律, 这里也不来复向量组的线性组合: 设,+c s1,2,s 为,s 是一组 n 维向量 , c 1,c 2,c s 是一组数 , 就称c11+ c 22+1,2,s 的 以 c 1,c 2,c s 为系数的 线性组合 . 它也是 n 维向量 .每个矩阵都可以用初等行变换化为阶梯形矩阵. 这种运算是在线性代数的各类运算题中.3
12、线性方程组1基本概念可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结线性方程组的一般形式为:a11x1+a12 x2+a 1nx n=b1, a21x 1+a22x 2+a 2n xn=b2,am1x 1+am2x 2+a mnxn=bm,其中未知数的个数n 和方程式的个数 m不必相等 . 分别称矩阵a11 a12a 1na11 a 12a 1nb1A= a 21a 22a 2n和 A|=a21 a 22a2nb2am1 a m2a mnam1 a m2a mnbm为方程组的 系数矩阵 和增广矩阵 .假如 b1=b2=bm=0, 就称为 齐次线性方程组. 把一个非齐次线性方程组的每个方程的常数
13、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.线性方程组的解是一个n 维向量 k 1,k 2,k n, 它满意 : 当每个方程中的未知数x i 都用ki 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 .n 维零向量总是齐次线性方程组的解, 因此齐次线性方程组的解情形只有两种: 唯独解 即只要零解 和无穷多解 即有非零解 . 2同解变换与矩阵消元法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. 把某方程的倍数加到另一方程上.以上变换反映在增广矩阵上就是三种初等行变换.线性方程组的基本
14、求解方法是消元法, 用增广矩阵或系数矩阵来进行, 称为 矩阵消元法 : 写出方程组的增广矩阵 对齐次方程组用系数矩阵, 用初等行变换把它化为阶梯形矩阵, 再写出所代表的阶梯形方程组 它是原方程组的同解方程组, 用它求解 .其次部分 行列式1. 形式和意义2形式 : 用 n 个数排列成的一个n 行 n 列的表格 , 两边界以竖线 , 就成为一个 n 阶行列式 .假如行列式的列向量组为1,2,n, 就此行列式可表示为 |1 ,2,n|.2意义 : 是一个算式 , 把 n 个元素依据肯定的法就进行运算, 得到的数值称为这个行列式的值.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同.请留意行列式和
15、矩阵在形式和意义上的区分.当两个行列式的值相等时, 就可以在它们之间写等号. 不必形式一样 , 甚至阶数可不每个 n 阶矩阵 A 对应一个 n 阶行列式 , 记作 | A|.2. 定义 完全绽开式 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 阶和 3 阶行列式的运算公式 :a 11 a 12a21 a 22= a 11a22-a 12a21 .a11 a 12 a 13a21 a 22 a 23= a 11a22a33 + a 12a23 a31 + a 13a21a32-a 13a22a31- a 11a23a32+ a 12a21a33. a31 a 32 a 33一般的 , 一个
16、 n 阶行列式a11 a 12a 1na21 a 22a 2nan1 a n2a nn的值是很多项的代数和, 每一项都是取自不同行, 不同列的n 个元素的乘积 , 其一般形式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结12为: a1 j a2 janj, 这里把相乘的 n 个元素依据行标的大小次序排列, 它们的列标 j 1j 2j n 构可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n成 1,2,n 的一个全排列 称为一个 n 元排列 , 一共有 n. 个 n 元排列 , 每个 n 元排列对应一项 , 因此共有 n. 个项.所谓代数和是在求总和时每项先要乘+1 或-1. 规定 j 1 j
17、 2j n为全排列j 1j 2j n 的逆序数 即 小 数 排 列 在 大 数 后 面 的 现 象 出 现 的 个 数 , 例 如 6元 排 列 231645有 4个 逆可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结序:21,31,64,65,因此231645=4, 就所乘的是 1 j1 j2jn .于是可编辑资料 - - - 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a11 a 12a 1na21 a 22a 2n=2nj1 j2 1jn j1 j 2ajn 1 j1a2 janj .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎
18、下载精品名师归纳总结这里j1 j2an1 a n2a nn表示对全部 n 元排列求和 . 称上式为 n 阶行列式的 完全绽开式 .jn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 性质行列式有以下性质:T 把行列式转置值不变 , 即| A |=| A| . 某一行 列 的公因子可提出 . 对一行或一列可分解, 即假如某个行 列向量就原行列式等于两个行列式之和, 这两个行列式分别是把原行列式的该行 列向量换为 或 所得到的行列式 把两个行 列向量交换 ,行列式的值变号 .假如一个行 列向量是另一个行 列向量的倍数 , 就行列式的值为 0. 假如把一个行 列向量的倍数加到另一个行 列向量上
19、 , 就行列式的值不变 .把 n 阶行列式的第 i行和第 j列划去后所得到的n-1 阶行列式称为 i,j位元素 aij 的余子式 , 记作 Mij . 称 Aij =-1 i+j Mij 为 aij 的代数余子式 . 行列式可对某一行 列绽开 , 即行列式的值等于该行 列的各元素与其代数余子式乘积之和 . 某一行 列 的各元素与另一行 列的对应元素的代数余子式乘积之和=0. 假如 A 与 B 都是方阵 不必同阶 , 就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A *=A O =| A|+| B|.OB*B范德蒙行列式 :形如1111a1a2a 3a n1a23na 2 a22a2可编辑资
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