线性代数重点难点
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线性代数各章节内容重点难点(大一第一
学期)
教学难点:向量空间、子空间、基、维数等概念的理解和应用,向量的内积和正交矩阵的性质的证明。
第一章:行列式
本章主要介绍了行列式的定义、性质和运算,以及克莱姆法则的应用。
学生需要了解行列式的基本概念和性质,掌握二、三、四阶行列式的计算方法,以及简单的n阶行列式的计算方法。
此外,学生还需要理解克莱姆法则的结论,并会应用于实际问题中。
本章教学难点在于行列式性质的证明。
第二章:矩阵
本章主要介绍了矩阵的概念和各种运算及其规律,包括单位矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵等的性质,矩阵的线性运算、乘法、转置等,以及逆矩阵、伴随矩阵、初等变换、矩阵等价、矩阵秩等概念和方法。
学生需要掌握这些概念和方法,并能够灵活运用于实际问题中。
本章教学难点在于矩阵可
逆的充分必要条件的证明,初等矩阵及其性质,以及分块矩阵及其运算。
第三章:向量
本章主要介绍了向量的概念和相关性质,包括向量组的线性相关与线性无关的概念和性质,向量组的极大线性无关组的概念,向量组的等价和向量组的秩的概念,向量组的秩与矩阵的秩之间的关系,以及向量空间、子空间、基、维数等概念和向量的内积、正交矩阵等性质。
学生需要掌握这些概念和方法,并能够灵活运用于实际问题中。
本章教学难点在于向量空间、子空间、基、维数等概念的理解和应用,以及向量的内积和正交矩阵的性质的证明。
《线性代数》教案一、引言1. 课程目标:使学生理解线性代数的基本概念,掌握线性方程组的求解方法,了解矩阵和行列式的基本性质,培养学生的数学思维能力和解决问题的能力。
2. 教学内容:本章主要介绍线性代数的基本概念、线性方程组的求解方法、矩阵和行列式的基本性质。
3. 教学方法:采用讲授法、案例分析法、讨论法等多种教学方法,引导学生主动探究、积极思考。
二、线性方程组1. 教学目标:使学生理解线性方程组的含义,掌握线性方程组的求解方法,能够运用线性方程组解决实际问题。
2. 教学内容:(1)线性方程组的概念及其解的含义;(2)线性方程组的求解方法(高斯消元法、矩阵法等);(3)线性方程组在实际问题中的应用。
3. 教学方法:通过具体案例分析,引导学生理解线性方程组的概念,运用高斯消元法和矩阵法求解线性方程组,并讨论线性方程组在实际问题中的应用。
三、矩阵及其运算1. 教学目标:使学生理解矩阵的概念,掌握矩阵的运算方法,了解矩阵在数学和实际中的应用。
2. 教学内容:(1)矩阵的概念及其表示方法;(2)矩阵的运算(加法、数乘、乘法);(3)矩阵的其他相关概念(逆矩阵、转置矩阵等);(4)矩阵在数学和实际中的应用。
3. 教学方法:通过具体的例子,引导学生理解矩阵的概念,掌握矩阵的运算方法,探讨矩阵在其他相关概念中的应用,并了解矩阵在数学和实际中的重要作用。
四、行列式1. 教学目标:使学生理解行列式的概念,掌握行列式的计算方法,了解行列式在线性方程组求解中的应用。
2. 教学内容:(1)行列式的概念及其表示方法;(2)行列式的计算方法(按行(列)展开、性质的应用等);(3)行列式在线性方程组求解中的应用。
3. 教学方法:通过具体的例子,引导学生理解行列式的概念,掌握行列式的计算方法,并了解行列式在线性方程组求解中的应用。
五、线性空间与线性变换1. 教学目标:使学生了解线性空间的概念,掌握线性变换的定义和性质,了解线性变换在数学和实际中的应用。
线性代数教案第(1)次课授课时间()1.教学内容: 二、三阶行列式的定义;全排列及其逆序数;阶行列式的定义2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第一节 二、三阶行列式的定义一、二阶行列式的定义从二元方程组的解的公式,引出二阶行列式的概念。
设二元线性方程组 ⎩⎨⎧=+=+22222211212111b x a x a b x a x a用消元法,当021122211≠-a a a a 时,解得211222111212112211222112121221,a a a a b a b a x a a a a b a b a x --=--=令2112221122211211a a a a a a a a -=,称为二阶行列式 ,则如果将D 中第一列的元素11a ,21a 换成常数项1b ,2b ,则可得到另一个行列式,用字母1D 表示,于是有2221211a b a b D =按二阶行列式的定义,它等于两项的代数和: ,这就是公式(2)中 的表达式的分子。
同理将 中第二列的元素a 12,a 22 换成常数项b1,b2 ,可得到另一个行列式,用字母 表示,于是有2121112b a b a D =按二阶行列式的定义,它等于两项的代数和: ,这就是公式(2)中 的表达式的分子。
于是二元方程组的解的公式又可写为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==D D x D D x 2211 其中0≠D例1. 解线性方程组 .1212232121⎪⎩⎪⎨⎧=+=-x x x x 同样,在解三元一次方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++333323213123232221211313212111bx a x a x a b x a x a x a b x a x a x a 时,要用到“三阶行列式”,这里可采用如下的定义.二、三阶行列式的定义设三元线性方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=++333323213123232221211313212111bx a x a x a b x a x a x a b x a x a x a用消元法解得定义 设有9个数排成3行3列的数表333231232221131211a a a a a a a a a 记 333231232221131211a a a a a a a a a D =322113312312332211a a a a a a a a a ++=332112322311312213a a a a a a a a a ---,称为三阶行列式,则三阶行列式所表示的6项的代数和,也用对角线法则来记忆: 从左上角到右下角三个元素相乘取正号,从右上角到左下角三个元素取负号,即例2.计算三阶行列式 .(-14) 例3.求解方程 ( ) 例4.解线性方程组 解 先计算系数行列式573411112--=D 069556371210≠-=----+-= 再计算 321,,D D D515754101121-=--=D ,315534011222=--=D ,55730112123=---=D得 23171==D D x ,69312-==D D y ,6953-==D D z第( 2 )次课授课时间()第( 3 )次课授课时间()1.教学内容: 行列式按行(列)展开;2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第5节 行列式按行(列)展开定义 在 阶行列式中, 把元素 所处的第 行、第 列划去, 剩下的元素按原排列构成的 阶行列式, 称为 的余子式, 记为;而 称为 的代数余子式.引理 如果 阶行列式中的第 行除 外其余元素均为零, 即: .则: .证 先证简单情形:再证一般情形:定理 行列式等于它的任意一行(列)的各元素与对应的代数余子式乘积之和, 即按行: 按列: 证:(此定理称为行列式按行(列)展开定理)nnn n ini i n a a a a a a a a a D212111211000000+++++++++=nnn n in n nnn n i n nn n n i n a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 21112112121121121111211000000+++=).,2,1(2211n i A a A a A a in in i i i i =+++=例1 : . 解:例2: 21122112----=n D解: 21122112----=n D 211221100121---=+++nr r)()()()()()21331122213311n n n n n n n x x x x x x x x x x x -----, 并提出因子 )()2321111--n n n x x x x x x()1-n 阶范德蒙行列式(1n x x -行列式一行(列)的各元素与另一行(列)对应各元素的代数余子式乘积之和为零第( 4 )次课授课时间()1.教学内容: 克拉默法则;2.时间安排: 2学时;教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示.4.教学手段:黑板讲解与多媒体演示.基本内容备注第(5)次课授课时间()1.教学内容: 矩阵;矩阵的运算;2.时间安排: 2学时;3.教学方法: 讲授与讨论相结合;4.教学手段: 黑板讲解与多媒体演示。
《线性代数》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解线性代数的基本概念,如向量、矩阵、行列式等;(2)掌握线性方程组的求解方法,如高斯消元法、矩阵的逆等;(3)熟悉线性代数在实际问题中的应用。
2. 过程与方法:(1)通过实例讲解,培养学生的空间想象能力;(2)运用数学软件或工具,提高学生解决实际问题的能力;(3)引导学生运用线性代数的知识,分析、解决身边的数学问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对数学的兴趣和好奇心;(2)感受数学在生活中的重要性,培养学生的应用意识;(3)引导学生树立正确的数学观念,克服对数学的恐惧心理。
二、教学内容1. 第一章:向量(1)向量的概念及几何表示;(2)向量的线性运算;(3)向量的数量积与向量垂直;(4)向量的坐标表示与运算。
2. 第二章:矩阵(1)矩阵的概念与运算;(2)矩阵的行列式;(3)矩阵的逆;(4)矩阵的应用。
3. 第三章:线性方程组(1)线性方程组的解法;(2)高斯消元法;(3)矩阵的逆与线性方程组的解;(4)线性方程组的应用。
4. 第四章:矩阵的特征值与特征向量(1)特征值与特征向量的概念;(2)矩阵的特征值与特征向量的求解;(3)矩阵的对角化;(4)矩阵的特征值与特征向量的应用。
5. 第五章:二次型(1)二次型的概念;(2)二次型的标准形;(3)二次型的判定;(4)二次型的应用。
三、教学方法1. 采用启发式教学,引导学生主动探索、思考;2. 结合实例讲解,培养学生的空间想象能力;3. 利用数学软件或工具,提高学生解决实际问题的能力;4. 组织课堂讨论,促进学生交流与合作;5. 注重练习与反馈,巩固所学知识。
四、教学评价1. 平时成绩:课堂表现、作业、小测验等;2. 期中考试:检测学生对线性代数知识的掌握程度;3. 期末考试:全面考察学生的线性代数知识、技能及应用能力。
五、教学资源1. 教材:《线性代数》;2. 辅助教材:《线性代数学习指导》;3. 数学软件:如MATLAB、Mathematica等;4. 网络资源:相关在线课程、教学视频、练习题等。
大学数学说课稿线性代数基础教学大学数学说课稿:线性代数基础教学一、引言数学作为一门基础学科,对于大学生的综合素质培养具有重要作用。
而线性代数作为数学的重要分支之一,是理工科专业以及计算机科学等领域的基础课程,对学生培养抽象思维、逻辑思维和问题解决能力有着重要意义。
本次说课将结合大学线性代数教学的特点,着重介绍线性代数基础教学的流程和方法。
二、教学目标1. 知识目标:使学生掌握线性代数基础知识,包括向量、矩阵、行列式等内容;2. 能力目标:培养学生抽象思维、逻辑思维和问题解决能力;3. 情感目标:激发学生对数学的兴趣,培养学生的数学思维能力。
三、教学重点与难点1. 教学重点:向量空间的定义与性质、线性方程组的求解方法;2. 教学难点:线性空间的概念理解、线性变换的理解与应用。
四、教学内容与教学方法1. 教学内容:(1) 向量空间的定义与性质:向量的线性组合、线性相关性与线性无关性等;(2) 线性方程组的求解方法:高斯消元法、矩阵的初等变换等;2. 教学方法:(1) 讲授法:结合具体例子和图示,介绍向量空间的定义与性质;(2) 实例演练法:通过解决一些实际问题,巩固学生对线性方程组求解方法的理解与应用能力。
五、教学流程1. 导入:通过提问或引用实例,引发学生对线性代数的兴趣,了解线性代数在现实生活中的应用;2. 知识点讲解:(1) 向量空间的定义与性质:通过讲解向量的线性组合、线性相关性与线性无关性等概念,引导学生理解向量空间的概念;(2) 线性方程组的求解方法:通过讲解高斯消元法、初等变换等方法,指导学生掌握线性方程组的求解过程;3. 实例演练:(1) 向量空间实例:通过具体的向量空间实例,引导学生应用向量空间的定义与性质,进行相关练习;(2) 线性方程组实例:选择一些简单的线性方程组实例,与学生一起进行高斯消元法和初等变换的演练;4. 总结与拓展:(1) 总结本节课的教学内容,强调学生应掌握的重要概念和解题技巧;(2) 拓展教学内容,提出一些相关的数学问题,激发学生的思考和求解能力。
线性代数课程教学总结8篇篇1一、引言线性代数是高等教育中非常重要的数学课程,对于培养学生的逻辑思维、空间想象和计算能力具有不可替代的作用。
本学期线性代数课程的教学工作已经圆满结束,为了更好地提高教学质量和效果,现对本学期的教学工作进行全面的总结和反思。
二、教学内容与方法本学期线性代数课程的教学内容包括矩阵与行列式、向量与空间解析几何、线性方程组、特征值与矩阵对角化等章节。
1. 教学内容在教学内容上,我们严格按照教学大纲的要求,注重基础知识的讲解和巩固。
同时,根据学生的学习情况,适度调整教学进度和难度,确保大多数学生能够跟上课程的进度。
2. 教学方法在教学方法上,我们采用了讲授、讨论、练习相结合的方法。
课堂上,老师通过讲解、演示和互动,帮助学生理解和掌握基本概念和方法。
课后,学生通过完成作业和参加讨论,加深对所学知识的理解和运用。
三、教学效果与反思1. 教学效果通过本学期的教学,大多数学生对线性代数的基本概念和方法有了较为深刻的理解,能够熟练掌握矩阵运算、向量运算、线性方程组求解等基本技能。
同时,学生的逻辑思维能力和空间想象力也得到了较好的培养。
2. 反思在教学过程中,我们也发现了一些问题。
首先,部分学生对线性代数的概念和方法的掌握不够扎实,需要加强对基础知识的巩固和练习。
其次,部分学生的学习态度不够积极,需要加强对学生的学习引导和激励。
最后,教师的教学方法和手段还需要不断改进和创新,以适应学生的学习需求和特点。
四、改进措施与建议针对以上问题,我们提出以下改进措施与建议:1. 加强基础知识的巩固和练习。
可以通过增加课堂互动、布置适量的课后作业、组织定期的复习和测试等方式,帮助学生巩固所学知识。
2. 加强对学生的学习引导和激励。
可以通过组织小组讨论、开展课外科技活动、设置奖学金等方式,激发学生的学习兴趣和动力。
3. 改进教学方法和手段。
可以采用线上教学与线下教学相结合的方式,利用现代化的教学手段,提高教学效果和效率。
绪论从高科技本质上就是数学技术到CT 技术到数学应用到数学建模到黑客帝国2的矩阵母。
工程数学之线性代数《线性代数》主要讲述矩阵的初步理论及其应用,包括矩阵的代数运算;矩阵的秩与初等变换;矩阵的特征值、特征向量与相似,以及线性方程组和二次型。
n 维向量空间相关性理论则是本课程的难点所在。
全书各部分以线性空间与线性变换为主线,逐渐阐述欧氏空间的理论,使学生掌握线性代数的基本理论与方法,一方面为学生学习相关课程及进一步扩大数学知识面奠定必要的基础,另一方面培养学生建立数学模型解决实际问题的能力。
第一章 行列式内容概述:行列式是线性代数中的一个重要概念。
本章从二、三元方程组的解的公式出发,引出二阶、三阶行列式的概念,然后推广到n 阶行列式,并导出行列式的一些基本性质及行列式按行(列)展开的定理,最后讲用行列式解n 元方程组的克拉默法则。
第一节 行列式的定义和性质教学目的:复习二阶、三阶行列式的概念,了解逆序概念,掌握到n 阶行列式定义和性质。
重点难点:n 阶行列式定义和性质 教学过程:一、 复习二阶、三阶行列式的概念 1.二阶行列式我们从二元方程组的解的公式,引出二阶行列式的概念。
在线性代数中,将含两个未知量两个方程式的线性方程组的一般形式写为(1), 用加减消元法容易求出未知量x 1,x 2的值,当112212210a a a a -≠时,有 (2):(1) (2)这就是二元方程组的解的公式。
但这个公式不好记,为了便于记这个公式,于是引进二阶行列式的概念。
我们称记号(3)为二阶行列式,它表示两项的代数和:11221221a a a a -(3)即定义(4)二阶行列式所表示的两项的代数和,可用下面的对角线法则记忆:从左上角到右下角两个元素相乘取正号,这条连线为主对角线;从右上角到左下角两个元素相乘取负号,这条连线为副对角线(或次对角线),即:由于公式(3)的行列式中的元素就是二元方程组中未知量的系数,所以又称它为二元方程组的系数行列式,并用字母D 表示;如果将D 中第一列的元素a 11,a 21 换成常数项b 1,b 2 ,则可得到另一个行列式,用字母D 1表示,按二阶行列式的定义,它等于两项的代数和:,这就是公式(2)中x 1 的表达式的分子。
一、教学目标1. 知识与技能:(1)掌握行列式的定义及其基本性质;(2)能够运用行列式的性质进行行列式的运算;(3)了解行列式在解线性方程组中的应用。
2. 过程与方法:(1)通过实例引导学生理解行列式的概念;(2)通过小组合作,让学生探究行列式的性质;(3)通过实例分析,让学生掌握行列式的运算方法。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对数学知识的探究精神;(2)激发学生学习线性代数的兴趣;(3)提高学生运用数学知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点:行列式的定义、性质及运算方法。
2. 教学难点:行列式的性质及其在解线性方程组中的应用。
三、教学准备多媒体课件、黑板、粉笔。
四、教学过程(一)导入1. 复习线性方程组的概念及解法。
2. 引入行列式的概念,提出问题:如何用一种简单的方法来判断线性方程组的解的情况?(二)新课讲授1. 行列式的定义(1)展示行列式的定义,引导学生理解行列式的构成要素;(2)通过实例让学生直观感受行列式的计算方法。
2. 行列式的性质(1)展示行列式的性质,让学生通过小组合作探究这些性质;(2)引导学生归纳总结行列式的性质,并举例说明。
3. 行列式的运算(1)展示行列式的运算步骤,让学生跟随步骤进行计算;(2)通过实例让学生掌握行列式的运算方法。
(三)课堂练习1. 基本练习:运用行列式的性质进行行列式的运算;2. 应用练习:利用行列式求解线性方程组。
(四)课堂小结1. 回顾本节课所学内容,强调行列式的定义、性质及运算方法;2. 鼓励学生在课后复习巩固所学知识。
(五)作业布置1. 完成课后练习题,巩固所学知识;2. 预习下一节课的内容,为深入学习做好准备。
五、教学反思本节课通过实例引入行列式的概念,引导学生探究行列式的性质和运算方法。
在教学过程中,注重培养学生的探究精神和合作能力,激发学生学习线性代数的兴趣。
在课后,布置适量的作业,帮助学生巩固所学知识。
在教学过程中,要关注学生的学习反馈,及时调整教学策略,以提高教学效果。
2020 考研数学:线性代数六章重点难点及复习建议考研线性代数部分虽然比较抽象而且概念多、定理多、性质多、关系多,但相对去的其题型和考法都比较稳定。
所以,如果大家花点心思弄懂就很容易拿分了,下面凯程网考研频道就分别谈谈线性代数六个章节的重点及复习建议,供大家参考。
第一章行列式,本章的考试重点是行列式的计算,考查形式有两种:一是数值型行列式的计算,二是抽象型行列式的计算.另外数值型行列式的计算不会单独的考大题,考选择填空题较多,有时出现在大题当中的一问或者是在大题的处理其他问题需要计算行列式,题目难度不是很大。
主要方法是利用行列式的性质或者展开定理即可。
而抽象型行列式的计算主要:利用行列式的性质、利用矩阵乘法、利用特征值、直接利用公式、利用单位阵进行变形、利用相似关系。
06、08、10、12年、13年的填空题均是抽象型的行列式计算问题,14年选择考了一个数值型的矩阵行列式,15年的数一的填空题考查的是一个n行列式的计算,。
今年16的数一、数三的填空题考查的是一个4阶带参数的行列式计算,用行列式的性质处理就行,还是考的比较基础。
第二章矩阵,本章的概念和运算较多,而且结论比较多,但是主要以填空题、选择题为主,另外也会结合其他章节的知识考大题。
本章的重点较多,有矩阵的乘法、矩阵的秩、逆矩阵、伴随矩阵、初等变换以及初等矩阵等。
其中06、09、11、12年均考查的是初等变换与矩阵乘法之间的相互转化,10年考查的是矩阵的秩,08年考的则是抽象矩阵求逆的问题,这几年考查的形式为小题,而13年的两道大题均考查到了本章的知识点,第一道题目涉及到矩阵的运算,第二道大题则用到了矩阵的秩的相关性质。
14的第一道大题的第二问延续了13年第一道大题的思路,考查的仍然是矩阵乘法与线性方程组结合的知识,但是除了这些还涉及到了矩阵的分块。
16年只有数二了矩阵等价的判断确定参数,这题只要知道等价的判断条件,那还是比较容易的,就是进行一个初等变换找秩关系即可。
第3章n维向量和线性方程组向量是线性代数的重点内容之一,也是难点,对逻辑推理有较高的要求。
本章从研究向量的线性关系(线性组合、线性相关与线性无关)出发,然后讨论向量组含最多的线性无关向量的个数,即引出向量组的秩和最大无关组,最后,应用向量空间的理论研究线性方程组的解的结构。
无论是证明、判断、还是计算,关键在于深刻理解本章的基本概念,搞清楚其相互关系,并会灵活应用。
3. 1 n维向量及其运算定义(n维向量)由数域F中的n个数a-i,a2/ , a n组成的有序数组-■ - ( a i, a2, , a n)a2耳一称为数域F上的一个n维向量,前者称为行向量,后者称为列向量,其中a1, a2 / ,a n称为向量的分量(或坐标)。
分量是实(复)数的向量称为实(复)向量。
如果没有特殊的声明,以下所讨论指数域F上的向量。
行向量可以看成行矩阵,列向量看成列矩阵,向量的运算规定按矩阵的运算法则进行。
以下讨论的向量,再没有指明是行向量还是列向量时,都当作列向量。
设有向量■■ = (a i,a2,…,a n),- - (b1 ,b2 / , b n )则向量相等的定义为- a i = b i (i=1,2,…,n)向量的加法定义为a + P =(a i +b i a? +b2 …a* +b n T数乘向量的定义为k:(「k)二(ka i,ka2, ,ka n)T向量的加法以及数乘运算统称为向量的线性运算,它满足下列8条运算规律(其中:■,'-,为n维向量,k,l为常数):(1)二:+:= :+=;)( :• - ) ( - );(3)存在零向量0= ( 0,0,…,0 ) T,使得〉+0= ;(4)存在:-的负向量-二=(_a i,_a2,…,-a n)T,使得〉+ (-二)=0;(5)仁• = :•;(6)k(l : )=(kl):-;(7)k(: + 1 )=k +k :;(8)(k+l)用=k : +1 :;如果记矩阵A = (a j )m n的第j列向量为:a i ja2jQ j = : , (j=1,2,…,n)貝一则由向量的线性运算,可将方程组Ax=b写成下列形式:论一:* - X2J2…'x n J n二 b而齐次线性方程组A X=0则可写成向量形式:Xv 1 ■ X2: 2 …• X n: n = 03. 2向量组的线性相关性定义(线性组合)设宀,:^,…,〉m是一组n维向量,k1, k2/ ,k m是一组常数,则称向量kr 1 k2: 2 k m: m为向量〉1,〉2,i,〉m的一个线性组合,并称k1,k2 / , k m为该线性组合的系数。
线性代数重点、难点
(教材:《线性代数》同济大学第五版)学时:40+8
第一章行列式
重点:n阶行列式的定义、性质与计算. n阶行列式的展开定理. 矩阵秩的概念,特性,求秩的方法.,克拉默法则。
难点:n阶行列式的展开定理,行列式按行列展开,行列式的计算。
第二章矩阵及其运算
重点:矩阵的概念,单位矩阵、对角矩阵、对称矩阵及分块矩阵. 矩阵的线性运算、乘法运算、转置运算,方阵的行列式,逆矩阵。
.
难点:逆矩阵。
第三章矩阵的初等变换与线性方程组
重点:矩阵的初等变换,矩阵秩的概念,求秩的方法;用初等变换的方法求线性方程组的解。
难点:矩阵的初等变换,用初等变换的方法求线性方程组的解。
第四章向量组的线性相关性
重点:向量组的线性相关性及其判定方法;向量组的极大线性无关组及秩的概念;极大线性无关组的求法,线性方程组的解的结构,线性方程组的通解。
难点:向量组的线性相关性及其判定方法,线性方程组的解的结构.
第五章相似矩阵及二次型
重点:.向量的正交性及正交化方法;特征值与特征向量的概念与性质,正交矩
阵、相似矩阵以及矩阵对角化的条件和方法;实对称矩阵的对角化方法;二次型标准化的正交变换法和配方法,二次型的正定性及其判别。
难点:矩阵的对角化方法及二次型标准化的正交变换法。
自考《线性代数》重难点解析2011-02-17 11:09:49 | 作者: min | 来源: 考试大 | 查看:第一章行列式一、重点1、理解:行列式的定义,余子式,代数余子式。
2、掌握:行列式的基本性质及推论。
3、运用:运用行列式的性质及计算方法计算行列式,用克莱姆法则求解方程组。
二、难点行列式在解线性方程组、矩阵求逆、向量组的线性相关性、求矩阵的特征值等方面的应用。
三、重要公式1、若A为n阶方阵,则│kA│= kn│A│2、若A、B均为n阶方阵,则│AB│=│A│。
│B│3、若A为n阶方阵,则│A*│=│A│n-1若A为n阶可逆阵,则│A-1│=│A│-14、若A为n阶方阵,λi(i=1,2,…,n)是A的特征值,│A│=∏λi四、题型及解题思路1、有关行列式概念与性质的命题2、行列式的计算(方法)1)利用定义2)按某行(列)展开使行列式降阶3)利用行列式的性质①各行(列)加到同一行(列)上去,适用于各列(行)诸元素之和相等的情况。
②各行(列)加或减同一行(列)的倍数,化简行列式或化为上(下)三角行列式。
③逐次行(列)相加减,化简行列式。
④把行列式拆成几个行列式的和差。
4)递推法,适用于规律性强且零元素较多的行列式5)数学归纳法,多用于证明3、运用克莱姆法则求解线性方程组若D =│A│≠0,则Ax=b有唯一解,即x1=D1/D,x2= D2/D,…,xn= Dn/D其中Dj是把D中xj的系数换成常数项。
注意:克莱姆法则仅适用于方程个数与未知数个数相等的方程组。
4、运用系数行列式│A│判别方程组解的问题1)当│A│=0时,齐次方程组Ax=0有非零解;非齐次方程组Ax=b不是唯一解(可能无解,也可能有无穷多解)2)当│A│≠0时,齐次方程组Ax=0仅有零解;非齐次方程组Ax=b有唯一解,此解可由克莱姆法一、重点1、理解:矩阵的定义、性质,几种特殊的矩阵(零矩阵,上(下)三角矩阵,对称矩阵,对角矩阵,逆矩阵,正交矩阵,伴随矩阵,分块矩阵)2、掌握:1)矩阵的各种运算及运算规律2)矩阵可逆的判定及求逆矩阵的各种方法3)矩阵的初等变换方法二、难点1、矩阵的求逆矩阵的初等变换2、初等变换与初等矩阵的关系三、重要公式及难点解析1、线性运算1)交换律一般不成立,即AB≠BA2)一些代数恒等式不能直接套用,如设A,B,C均为n阶矩阵(A+B)2=A2+AB+BA+B2≠A2+2AB+B2(AB)2=(AB)(AB)≠A2B2(AB)k≠AkBk(A+B)(A-B)≠A2-B2以上各式当且仅当A与B可交换,即AB=BA时才成立。
3)由AB=0不能得出A=0或B=04)由AB=AC不能得出B=C5)由A2=A不能得出A=I或A=06)由A2=0不能得出A=07)数乘矩阵与数乘行列式的区别2、逆矩阵1)(A-1)-1=A2)(kA)-1=(1/k)A-1,(k≠0)3)(AB)-1=B-1A-14)(A-1)T=(AT)-15)│A-1│=│A│-13、矩阵转置1)(AT)T=A2)(kA)T=kAT,(k为任意实数)3)(AB)T=BTAT4)(A+B)T=AT+BT4、伴随矩阵1)A*A=A A*=│A│I (AB)*=B*A*2)(A*)*=│A│n-2 │A*│=│A│n-1 ,(n≥2)3)(kA)*=kn-1A* (A*)T=(AT)*4)若r(A)=n,则r (A*)=n若r(A)=n-1,则r (A*)=1若r(A)<n-1,则r (A*)=05)若A可逆,则(A*)-1=(1/│A│)A,(A*)-1=(A-1)*,A*=│A│A-15、初等变换(三种)1)对调二行(列)2)用k(k≠0)乘以某行(列)中所有元素3)把某行(列)的元素的k倍加至另一行(列)的对应元素注意:用初等变换①求秩,行、列变换可混用②求逆阵,只能用行或列变换③求线性方程组的解,只能用行变换6、初等矩阵1)由单位阵经过一次初等变换所得的矩阵2)初等阵P左(右)乘A,所得PA(AP)就是A作了一次与P同样的行(列)变换3)初等阵均可逆,且其逆为同类型的初等阵E-1ij=Eij,E(-1)i(k)=Ei(1/k),E(-1)ij(k)=Eij(-k)7、矩阵方程1)含有未知矩阵的等式2)矩阵方程有解的充要条件AX=B有解<==>B的每列可由A的列向量线性表示<==>r(A)=r(A┆B)四、题型及解题思路1、有关矩阵的概念及性质的命题2、矩阵的运算(加法、数乘、乘法、转置)3、矩阵可逆的判定n阶方阵A可逆<==>存在n阶方阵B,有AB=BA=I <==>│A│≠0<==>r(A)=n<==>A的列(行)向量组线性无关<==>Ax=0只有零解<==>任意b,使得Ax=b总有唯一解<==>A的特征值全不为零4、矩阵求逆1)定义法:找出B使AB=I或BA=I2)伴随阵法:A-1=(1/│A│)A*注意:用该方法求逆时,行的代数余子式应竖着写在A*中,计算Aij时不要遗漏(-1)i+j,当n>3时,通常用初等变换法。
3)初等变换法:对(A┆I)只用行变换化为(I┆A-1)4)分块矩阵法5、解矩阵方程AX=B1)若A可逆,则X=A-1B,可先求出A-1,再作乘法A-1B求出X2)若A可逆,可用初等变换法直接求出X(A┆B)初等行变换(I┆X)3)若A不可逆,则可设未知数列方程用高斯消元法化为阶梯型方程组,然后对每列常数项分别求解。
一、重点1、理解:向量、向量运算以及向量的线性组合与线性表出,极大线性无关组的概念,线性相关与线性无关的概念,向量组的秩的概念,矩阵的秩的概念及性质,基础解系的概念。
2、掌握:向量的运算及运算规律,矩阵秩的计算,齐次、非齐次线性方程组解的结构。
3、运用:线性相关、线性无关的判定,线性方程组解的判断,齐次、非齐次线性方程组的解法。
二、难点线性相关、线性无关的判定。
向量组的秩与矩阵的秩的关系。
方程组与向量组线性表示及秩之间的联系。
三、重点难点解析1、n维向量的概念与运算1)概念2)运算若α=(a1,a2,…,an)T,β=(b1,b2,…,bn)T①加法:α+β=(a1+b1 ,a2+b2 ,…,an+bn)T②数乘:kα=(ka1,ka2,…,kan)T③内积:(α。
β)=a1b1+a2b2+,…,+anbn=αTβ=βTα2、线性组合与线性表出3、线性相关与线性无关1)概念2)线性相关与线性无关的充要条件①线性相关α1,α2,…,αs线性相关<==>齐次方程组(α1,α2,…,αs)(x1,x2,…,xs)T=0有非零解<==>向量组的秩r(α1,α2,…,αs)<s (向量的个数)<==>存在某αi(i=1,2,…,s)可由其余s-1个向量线性表出特别的:n个n维向量线性相关<==>│α1α2…αn│=0n+1个n维向量一定线性相关②线性无关α1,α2,…,αs线性无关<==>齐次方程组(α1,α2,…,αs)(x1,x2,…,xs)T=0只有零解<==>向量组的秩r(α1,α2,…,αs)=s (向量的个数)<==>每一个向量αi(i=1,2,…,s)都不能用其余s-1个向量线性表出③重要结论A、阶梯形向量组一定线性无关B、若α1,α2,…,αs线性无关,则它的任一个部分组αi1,αi2,…,αi t必线性无关,它的任一延伸组必线性无关。
C、两两正交,非零的向量组必线性无关。
4、向量组的秩与矩阵的秩1)极大线性无关组的概念2)向量组的秩3)矩阵的秩①r(A)=r(AT)②r(A+B)≤r(A)+r(B)③r(kA)=r(A),k≠0④r(AB)≤min(r(A),r(B))⑤如A可逆,则r(AB)=r(B);如B可逆,则r(AB)=r(A)⑥A是m×n阵,B是n×p阵,如AB=0,则r(A)+r(B)≤n4)向量组的秩与矩阵的秩的关系①r(A)=A的行秩(矩阵A的行向量组的秩)=A的列秩(矩阵A的列向量组的秩)②经初等变换矩阵、向量组的秩均不变③若向量组(Ⅰ)可由(Ⅱ)线性表出,则r(Ⅰ)≤r(Ⅱ)。
特别的,等价的向量组有相同的秩,但秩相同的向量组不一定等价。
5、基础解系的概念及求法1)概念2)求法对A作初等行变换化为阶梯形矩阵,称每个非零行中第一个非零系数所代表的未知数是主元(共有r(A)个主元),那么剩于的其他未知数就是自由变量(共有n- r(A)个),对自由变量按阶梯形赋值后,再带入求解就可得基础解系。
6、齐次方程组有非零解的判定1)设A是m×n矩阵,Ax=0有非零解的充要条件是r(A)<n,亦即A的列向量线性相关。
2)若A为n阶矩阵,Ax=0有非零解的充要条件是│A│=03)Ax=0有非零解的充分条件是m<n,即方程个数<未知数个数7、非齐次线性方程组有解的判定1)设A是m×n矩阵,Ax=b有解的充要条件是系数矩阵A的秩等于增广矩阵(A 增)的秩,即r(A)=r(A增)2)设A是m×n矩阵,方程组Ax=b①有唯一解<==> r(A)=r(A增)=n②有无穷多解<==> r(A)=r(A增)<n③无解<==> r(A)+1=r(A增)8、非齐次线性方程组解的结构如n元线性方程组Ax=b有解,设,η2,…,ηt是相应齐次方程组Ax=0的基础解系,ξ是Ax=b的一个解,则k1η1+k2η2+…+ktηt+ξ是Ax=b的通解。
1)若ξ1,ξ2是Ax=b的解,则ξ1-ξ2是Ax=0的解2)若ξ是Ax=b的解,η是Ax=0的解,则ξ+kη仍是Ax=b的解3)若Ax=b有唯一解,则Ax=0只有零解;反之,当Ax=0只有零解时,Ax=b 没有无穷多解(可能无解,也可能只有唯一解)四、题型及解题思路1、有关n维向量概念与性质的命题2、向量的加法与数乘运算3、线性相关与线性无关的证明1)定义法设k1α1+k2α2+…+ksαs=0,然后对上式做恒等变形(要向已知条件靠拢)①由B=C可得AB=AC,因此,可按已知条件的信息对上式乘上某个A②展开整理上式,直接用已知条件转化为齐次线性方程组,最后通过分析论证k1,k2,…,ks的取值,得出所需结论。
2)用秩(等于向量个数)3)齐次方程组只有零解4)反证法4、求给定向量组的秩和极大线性无关组多用初等变换法,将向量组化为矩阵,通过初等变换来求解。
5、求矩阵的秩常用初等变换法。
6、求解齐次线性方程组与非齐次线性方程组。