内容简介
《线性代数核心思想及应用》是一本系统介绍线性代数基本理论及其应用的教材。书中详细阐述了线性代数的核心概念,包括向量空间、线性变换、矩阵运算、特征值与特征向量等。通过丰富的例题和习题,帮助读者深入理解线性代数的基本原理,并掌握其在实际问题中的应用。
本书适合作为高等院校数学、物理、工程等专业的教材,也可供相关领域的科研人员和工程技术人员参考。
目录
第1章 行列式/1
1.1 行列式的定义、性质与公式/1
1.1.1 行列式的定义/1
1.1.2 行列式的性质/1
1.1.3 行列式中的常用公式/2
1.1.4 判断行列式是否为零的常用方法/4
1.2 定义法/4
1.3 化三角形法/5
1.3.1 对角线以下(上)的元素与某行(列)对应元素成比例/5
1.3.2 行列式各行(列)元素的和都相同/6
1.3.3 行列式的行(列)递进转化/7
1.4 Vandermonde行列式法/8
1.4.1 利用性质将行列式化成Vandermonde行列式/8
1.4.2 行列式的元素为乘积之和或能展成乘积之和/9
1.4.3 行列式形似Vandermonde行列式但变量缺少一方幂/10
1.4.4 Vandermonde行列式在数学分析中的应用/12
1.5 分裂行列式法/14
1.5.1 拆成和/14
1.5.2 拆成积/15
1.6 加边法/16
1.7 降阶法/19
1.7.1 造零法/19
1.7.2 利用行列式的降阶定理计算行列式/20
1.8 递推法/22
1.8.1 直接递推法/23
1.8.2 间接递推法/24
1.9 数学归纳法/26
1.10 作辅助行列式法/28
习题1/29
第2章 矩阵理论/32
2.1 标准单位向量及其应用/32
2.2 分块矩阵的初等变换与矩阵的秩/35
2.2.1 矩阵的初等变换与分块矩阵的初等变换/35
2.2.2 矩阵秩的求法/38
2.2.3 矩阵秩的等式与不等式/39
2.3 可逆矩阵与伴随矩阵/45
2.3.1 逆矩阵/46
2.3.2 伴随矩阵/52
2.4 矩阵的三种等价关系/56
2.4.1 三种等价关系的定义/56
2.4.2 性质/56
2.5 矩阵的特征值、特征向量与对角化/61
2.5.1 矩阵的特征值与特征多项式/61
2.5.2 矩阵的迹(trace)/70
2.5.3 矩阵的最小多项式/76
2.5.4 矩阵的对角化/77
2.6 多项式矩阵的Smith标准形及其应用/88
2.6.1 多项式矩阵及其行列式/88
2.6.2 多项式矩阵的初等变换与初等矩阵/89
2.6.3 多项式矩阵的Smith标准形/90
2.6.4 同时求矩阵的特征根和特征向量及可对角化判定/92
2.7 矩阵的分解/94
2.7.1 矩阵的积因子分解/94
2.7.2 和因子分解/119
2.8 几种特殊的矩阵/122
2.8.1 准对角矩阵/122
2.8.2 上(下)三角阵/123
2.8.3 对称矩阵与反对称矩阵/124
2.8.4 幂等矩阵/128
2.8.5 幂零矩阵/130
2.8.6 对合矩阵/133
2.8.7 正交矩阵/135
习题2/137
第3章 线性方程组/143
3.1 Cramer法则/143
3.2 齐次线性方程组/145
3.2.1 齐次线性方程组有非零解的充要条件/145
3.2.2 齐次线性方程组的基础解系及其有关证明/147
3.2.3 齐次线性方程组的反问题/151
3.2.4 基础解系的简便求法/152
3.3 非齐次线性方程组/154
3.3.1 线性方程组有解的判别定理/154
3.3.2 非齐次线性方程组解的结构/155
3.3.3 非齐次线性方程组的简便解法/158
习题3/161
第4章 多项式/164
4.1 多项式的整除/164
4.1.1 带余除法/164
4.1.2 整除的定义及性质/168
4.2 最大公因式与最小公倍式/170
4.2.1 最大公因式的定义与性质/170
4.2.2 多项式的互素/176
4.2.3 最小公倍式/182
4.2.4 多项式最大公因式与最小公倍式的矩阵求法/185
4.3 不可约多项式与因式分解/189
4.3.1 不可约多项式/189
4.3.2 因式分解/192
4.4 多项式函数与多项式的根/197
4.4.1 多项式函数/197
4.4.2 多项式的根/197
4.4.3 多项式的根与系数的关系/202
4.4.4 n次单位根/203
4.4.5 有理根/205
习题4/205
第5章 二次型理论/208
5.1 二次型的基础理论/208
5.1.1 二次型线性空间与对称矩阵空间同构/208
5.1.2 二次型的标准形/208
5.1.3 二次型的规范形(或正规形)/211
5.2 正定二次型/221
5.2.1 正定、半正定、负定、半负定及不定二次型的定义/221
5.2.2 正定矩阵等的判定/222
5.2.3 关于正定矩阵的一些重要结论/230
5.2.4 正定与半正定矩阵的应用/235
习题5/251
第6章 线性空间/254
6.1 线性空间/254
6.1.1 线性空间的定义/254
6.1.2 线性空间的简单性质/255
6.2 向量的线性关系/255
6.2.1 线性组合与线性表示/255
6.2.2 线性相关与线性无关/256
6.2.3 向量组的等价/259
6.2.4 极大线性无关组/260
6.2.5 Fn中向量线性关系的计算问题/261
6.2.6 一般线性空间中向量组的极大无关组的求法/264
6.3 基、维数、坐标/266
6.3.1 基、维数、坐标/266
6.3.2 基变换与坐标变换/269
6.4 子空间及其交与和/273
6.4.1 子空间&./273
6.4.2 生成子空间/278
6.4.3 子空间的交与和/285
6.4.4 同时求生成子空间交与和的基/289
6.4.5 子空间的直和/292
6.4.6 余子空间/301
6.5 欧氏空间/303
6.5.1 向量的内积/303
6.5.2 度量矩阵与标准正交基/305
6.5.3 Schmidt标准正交化过程/312
6.5.4 Rm中向量组的标准正交化与矩阵的正交三角分解/313
6.5.5 欧氏空间的子空间/317
6.6 线性空间的同构/322
6.6.1 同构映射与线性空间同构的定义/322
6.6.2 同构映射的性质/322
习题6/325
第7章 线性变换/328
7.1 线性变换的定义、运算与矩阵/328
7.1.1 线性变换的定义及其性质/328
7.1.2 线性变换的运算/330
7.1.3 线性变换的矩阵/332
7.1.4 线性变换的核与值域/335
7.2 不变子空间、特征根与特征向量/344
7.2.1 不变子空间/344
7.2.2 线性变换的特征根与特征向量/349
7.2.3 特征子空间/355
7.2.4 线性变换的对角化/362
7.3 正交变换、对称变换与反对称变换/369
7.3.1 正交变换/369
7.3.2 对称变换/374
7.3.3 反对称变换/381
7.3.4 正交变换、对称变换及反对称变换的关系/381
7.4 线性变换与矩阵一一对应的应用/383
7.4.1 用矩阵理论证明线性变换的问题/383
7.4.2 用线性变换的理论证明矩阵问题/385
7.4.3 矩阵和线性变换交替使用/388
习题7/388
习题答案与提示/394
参考文献/452
《大学数学科学丛书》已出版书目/458
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