第十二章 线性代数
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线性代数(同济教材,第六版)知识点的细分目录第一章行列式0101 排列与逆序数0102 行列式定义0103 几个特殊行列式0104 行列式性质0105 行列式按行(列)展开0106 单元小结0107 单元测试第二章矩阵及其运算0201 矩阵的引入0202 矩阵的运算0203 矩阵的转置与对称矩阵0204 逆矩阵0205 伴随矩阵与克拉默法则0206 分块矩阵0207 单元小结0208 单元测试第三章矩阵的初等变换与线性方程组0301 矩阵的初等变换030101 用消元法求解线性方程组030102 矩阵的初等变换及其相关定理030103 矩阵之间的等价关系0302 初等矩阵030201 初等矩阵的定义030202 有关初等矩阵的定理030203 用初等变换求逆矩阵030204 用初等变换解矩阵方程0303 矩阵的秩030301 k阶子式的概念030302 矩阵秩的概念和基本性质030303 矩阵秩的计算030304 矩阵秩的性质续(放在辅导难点部分)0304 线性方程组的解030401 线性方程组解的判定030402 线性方程组的解法030403 两个推广(放在辅导难点部分)0305 单元小结0306 单元测试第四章向量组的线性相关性0401 向量组及其线性组合040101 n维向量空间的概念040102 向量组的线性组合040103 向量组之间的线性表示0402 向量组的线性相关性040201 线性相关、线性无关的概念040202 线性相关性的判定040203 线性相关、线性无关的性质0403 向量组的秩040301 最大线性无关组与向量组的秩040302 矩阵的秩与向量组的秩的关系040303 向量组之间的线性表示和秩的关系0404 线性方程组的解的结构040401 齐次线性方程组040402 非齐次线性方程组0405 向量空间040501 向量空间的概念040502 子空间040503 基、维数与坐标040504 过渡矩阵和坐标变换0406 单元小结0407 单元测试第五章相似矩阵及二次型0501向量的内积、长度及正交性050101向量的内积及长度050102向量的正交性050103施密特正交化方法050104正交矩阵及正交变换0502方阵的特征值与特征向量050201特征值与特征向量的概念050202特征值与特征向量的性质0503相似矩阵050301相似矩阵的概念及性质050302矩阵的相似对角化0504对称矩阵的对角化050401实对称矩阵050402实对称矩阵的正交对角化0505二次型及其标准型050501二次型及其标准形050502用正交变换化二次型为标准形0506用配方法化二次型为标准形0507正定二次型050701正定二次型的概念及惯性定理050702正定二次型的判定0508 单元小结0509 单元测试。
第一章行列式主要知识点一、行列式的定义和性质1.余子式和代数余子式的定义2.行列式按一行或一列展开的公式1)2)3.行列式的性质1)2)用数k乘行列式的某一行(列)所得新行列式=原行列式的k倍. 推论3)互换行列式的任意两行(列)所得新行列式等于原行列式的相反数. 推论4)如果行列式中两行(列)对应元素成比例,则行列式值为0.5)行列式可以按任一行(列)拆开.6)行列式的某一行(列)的k倍加到另一行(列)上,所得新行列式与原行列式的值相等.二、行列式的计算1.二阶行列式和三角形行列式的计算.2.对一般数字行列式,利用行列式的性质将其降阶以化成二阶行列式或三角形(或对角形)行列式的计算.3.对行列式中有一行或一列中只有一个或两个非零元的情况,用这一行或一列展开.4.行列式中各行元素之和为一个常数的类型.5.范德蒙行列式的计算公式第二章矩阵主要知识点一、矩阵的概念1.要分清矩阵与行列式的区别2.几种特殊矩阵(0矩阵,单位阵,三角阵,对角阵,数量阵)二、矩阵的运算1.矩阵A , B的加、减、乘有意义的充分必要条件2.矩阵运算的性质比较矩阵运算(包括加、减、数乘、乘法等)的性质与数的运算性质的相同点和不同点(加法、乘法的交换律和结合律;乘法关于加法的分配律)重点是矩阵乘法没有交换律(由此产生了矩阵运算公式与数的运算的公式的不同点).3.转置对称阵和反对称阵1)转置的性质2)若A T=A (A T= - A),则称A为对称(反对称)阵4.逆矩阵1)方阵A可逆(也称非异,非奇异,满秩)的充分必要条件是.当A可逆时,.2)方阵A的伴随阵的定义。
重要公式;与A -1的关系(当方阵A可逆时,)3)重要结论:若n阶方阵A,B满足AB=E,则A,B都可逆,且A-1=B ,B-1=A.4)逆矩阵的性质:; ; .5)消去律:设方阵A可逆,且AB=AC(BA=CA),则必有B=C。
(若不知A可逆,仅知A≠0结论不一定成立。
《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》教案一、前言1. 教学目标(1)理解线性代数的基本概念和原理;(2)掌握线性代数的基本运算方法和技巧;(3)能够应用线性代数解决实际问题。
2. 教学内容(1)线性方程组;(2)矩阵及其运算;(3)线性空间和线性变换;(4)特征值和特征向量;(5)二次型。
二、第一章:线性方程组1. 教学目标(1)理解线性方程组的定义和性质;(2)掌握线性方程组的求解方法;(3)能够应用线性方程组解决实际问题。
2. 教学内容(1)线性方程组的定义和性质;(2)线性方程组的求解方法:高斯消元法、克莱姆法则;(3)线性方程组的应用:线性规划、电路方程等。
三、第二章:矩阵及其运算1. 教学目标(1)理解矩阵的定义和性质;(2)掌握矩阵的运算方法;(3)能够应用矩阵解决实际问题。
2. 教学内容(1)矩阵的定义和性质;(2)矩阵的运算:加法、数乘、乘法;(3)矩阵的逆矩阵及其求法;(4)矩阵的应用:线性方程组、线性变换等。
四、第三章:线性空间和线性变换1. 教学目标(1)理解线性空间和线性变换的定义和性质;(2)掌握线性变换的表示方法;(3)能够应用线性变换解决实际问题。
2. 教学内容(1)线性空间的定义和性质;(2)线性变换的定义和性质;(3)线性变换的表示方法:矩阵表示、坐标表示;(4)线性变换的应用:图像处理、信号处理等。
五、第四章:特征值和特征向量1. 教学目标(1)理解特征值和特征向量的定义和性质;(2)掌握特征值和特征向量的求法;(3)能够应用特征值和特征向量解决实际问题。
2. 教学内容(1)特征值和特征向量的定义和性质;(2)特征值和特征向量的求法:幂法、矩阵对角化;(3)特征值和特征向量的应用:线性变换、振动系统等。
六、第五章:二次型1. 教学目标(1)理解二次型的定义和性质;(2)掌握二次型的标准形和规范形;(3)能够应用二次型解决实际问题。
2. 教学内容(1)二次型的定义和性质;(2)二次型的标准形和规范形:配方法、矩阵的对角化;(3)二次型的应用:最小二乘法、优化问题等。
线性代数教案同济版第一章绪论1.1 线性代数的起源和发展介绍线性代数的起源和发展历程,理解线性代数在数学和其他领域的重要性。
1.2 向量空间和线性映射定义向量空间和线性映射,理解它们的基本性质和概念。
1.3 矩阵和行列式介绍矩阵和行列式的概念,理解它们在线性代数中的重要性。
1.4 线性方程组理解线性方程组的定义和性质,学习解线性方程组的方法。
第二章矩阵和行列式2.1 矩阵的概念和运算介绍矩阵的概念和基本运算,如加法、减法、乘法和转置。
2.2 行列式的定义和性质定义行列式并学习其基本性质,如行列式的值与矩阵的行(列)向量之间的关系。
2.3 行列式的计算学习计算行列式的不同方法,如按行(列)展开、代数余子式和行列式的逆。
2.4 矩阵的逆定义矩阵的逆并学习其性质,如矩阵的逆与矩阵的行列式之间的关系。
第三章线性方程组3.1 高斯消元法学习高斯消元法解线性方程组的步骤和应用。
3.2 克莱姆法则理解克莱姆法则的原理,学习如何使用克莱姆法则解线性方程组。
3.3 线性方程组的解的性质学习线性方程组的解的性质,如唯一解、无解和有无限多解。
3.4 线性方程组的应用了解线性方程组在实际问题中的应用,如线性规划、电路分析和物理学中的问题。
第四章向量空间和线性映射4.1 向量空间的概念和性质定义向量空间并学习其基本性质,如向量加法和标量乘法的封闭性。
4.2 子空间和线性相关性理解子空间的概念并学习如何判断向量组线性相关性。
4.3 线性映射的概念和性质定义线性映射并学习其基本性质,如线性映射的矩阵表示和图像。
4.4 特征值和特征向量定义特征值和特征向量,学习如何求解线性映射的特征值和特征向量。
第五章特征值和特征向量5.1 特征值和特征向量的概念定义特征值和特征向量,理解它们在线性代数中的重要性。
5.2 特征值和特征向量的计算学习如何计算线性映射的特征值和特征向量,包括利用特征多项式和行列式。
5.3 特征空间和不变子空间理解特征空间和不变子空间的概念,学习它们的性质和应用。
学习指南《线性代数》是理工科及经济管理各学科专业的一门重要数学基础课程。
它的课程目标是通过各个教学环节,充分利用数学软件工具,运用各种教学手段和方法,系统地向学生阐述矩阵、向量、线性方程组的基本理论与基本方法,使学生掌握线性代数的基本概念、基本原理与基本计算方法,理解具体与抽象、特殊与一般、有限与无限等辨证关系,培养学生逻辑思维能力、抽象思维能力、分析问题与解决问题的能力、运用计算机解决与线性代数相关的实际问题的能力,为学习后继课程的学习,从事工程技术、经济管理工作,科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础 。
第一章 矩阵矩阵是研究线性方程组和其他相关问题的有力工具,也是线性代数的主要研究对象之一。
矩阵作为一种抽象数学结构的具体表现,其理论与方法在自然科学、工程技术、经济管理、社会领域都具有广泛的应用。
本章从实际问题出发,引出矩阵的概念,讨论矩阵的运算及其性质,逆矩阵及其求法,矩阵的分块,矩阵的初等变换与初等矩阵的概念与性质。
重点是矩阵的运算,特别是矩阵的乘法运算,逆矩阵及其性质,初等变换、初等矩阵的概念与性质,用初等变换化矩阵为阶梯形与最简形,用初等变换和定义法求逆矩阵的方法。
1. 矩阵是初学线性代数认识的第一个概念。
矩阵不仅是线性代数主要讨论的对象之一,而且是非常重要的数学工具,它的理论和方法贯穿于本课程始终。
本章的重点之一是矩阵的各种运算,其中又以矩阵的乘法最为重要,它也是难点之一。
两个矩阵的乘积是有条件的,不是任何两个矩阵都能相乘的。
AB 有意义,必须是A 的列数等于B 的行数,而积矩阵AB 的行数等于A 的行数,列数等于B 的列数。
积矩阵AB 的第i 行第j 列元素等于左矩阵A 的第i 行与右矩阵B 的第j 列对应元素乘积之和。
读者务必掌握矩阵乘法的实质。
矩阵的乘法与数的乘法不同。
尤其要注意以下三点:(1)矩阵乘法不满足交换律。
当乘积AB 有意义时,BA 不一定有意义,即使BA 有意义,也不一定有AB BA =。