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MATH004 本科

线性代数导论

一本全面的教材,提供线性代数的现代入门介绍,涵盖向量、矩阵、线性方程、向量空间、正交性、行列式和特征值等内容,重点在于理论与应用相结合。

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数学
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课程概述

内容概要

一本全面的教材,为线性代数提供现代入门介绍,涵盖向量、矩阵、线性方程组、向量空间、正交性、行列式和特征值等内容,注重理论与应用并重。

通过吉尔伯特·斯特朗格(Gilbert Strang)直观而严谨的框架,掌握线性代数的基础与应用。

作者: 吉尔伯特·斯特朗格

致谢: 麻省理工学院;韦尔斯利-剑桥出版社

学习目标

  1. 计算线性组合、点积、向量长度以及向量之间的夹角。
  2. 描述由一组向量构成的几何构型(直线、平面或体积)。
  3. 使用矩阵-向量乘积求解线性方程,并解释逆矩阵与奇异矩阵的作用。
  4. 区分方程组的行图像(平面相交)与列图像(向量的线性组合)。
  5. 执行高斯消元法,将系统转化为上三角形式(U),并通过回代求解。
  6. 使用初等矩阵(E_{ij})和置换矩阵(P_{ij})形式化消元步骤。
  7. 判断一组向量是否满足子空间的要求。
  8. 通过行简化达到行最简阶梯形(R),识别秩、主元列和自由变量。
  9. 从特殊解构造零空间矩阵 N,并描述线性系统的完整解。
  10. 识别并证明四个基本子空间的正交性,确定其正交补。

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