线代第一章
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第一章 矩阵§1.2 Gauss 消元法1. 基本概念一般的n 元线性方程组:)( b x a x a x a b x a x a x a b x a x a x a m n mn m m n n n n *⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++ 22112222212********* 未知数:n x x x ,,,21系数:),,2,1,,2,1( n j m i a j i ==; 常数项:m b b b ,,,21一个解:n 元有序数组n c c c ,,,21 ,令, , , ,2211n n c x c x c x === 使(*)的所有方程变为恒等式。
解集合:(*)的全部解的集合。
不相容线性方程组:解集合为空集。
一般解(通解):解集合中全部元素的通项表达式。
具体解(特解):解集合中一个特定元素。
解的存在性:解集合是否为空集。
解的唯一性:非空的解集合是否只有一个元素。
线性方程组同解:解集合相同。
非齐次线性方程组:m b b b ,,,21 不全为零 齐次线性方程组:m b b b ,,,21 全为零一般的n 元齐次线性方程组:)( x a x a x a x a x a x a x a x a x a n mn m m nn n n **⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++000221122221211212111零解:所有未知数均取零的解 非零解:未知数不全取零的解2. Gauss 消元法例 1 解线性方程组:⎪⎩⎪⎨⎧=--=--=-+524314422321321321x x x x x x x x x阶梯形方程组: 从上到下,方程中具有非零系数的第一个未知数的下标严格增大. 例如…. 注:(1) 它包含两个过程: 一是消元; 二是回代. (2) 将方程组化为阶梯形时所做的操作有如下三种: (i) 交换某两个方程, 如第i 个和第j 个,表示为j i R R ↔. (ii) 用非零常数k 乘某个方程, 如第i 个方程, 表示为 i kR . (iii) 将第i 个方程的l 倍加到第j 个方程, 表示为 i j lR R +. 这三种变换称为线性方程组的初等变换. 定理 1线性方程组的初等变换将方程组化为同解的方程组.解线性方程组的步骤:第一步 若第一个方程的1x 的系数为零,则选择一个1x 的系数不为零的方程, 如第i 个方程,交换它们的位置, 即 i R R ↔1.第二步 用变换1kR 将1x 的系数化为1.第三步 用变换1,1>+i lR R i , 将1x 从第一个方程以下的所有方程中消去。
大一线性代数第一章知识点线性代数是现代数学的一个重要分支,它研究向量空间和线性映射之间的关系。
在大一的线性代数课程中,第一章是介绍向量和矩阵的基本概念。
以下将对第一章的几个知识点进行论述。
一、向量的定义和性质在线性代数中,向量是一个有大小和方向的量。
它可以用一个有序的数组表示,每个数组元素代表向量在某个坐标轴上的分量。
向量有很多基本性质,包括加法、数乘、模长等。
其中,向量的加法和数乘是线性代数中最基本的运算。
向量的加法满足交换律和结合律,数乘满足结合律和分配律。
二、向量空间的定义和性质向量空间是指具有加法和数乘运算的集合,满足一定的公理。
在线性代数中,向量空间是向量运算的集合,它具有许多基本性质。
向量空间中的向量可以进行加法和数乘运算,并且满足一些规律,如交换律、结合律和分配律等。
三、矩阵的定义和性质矩阵是线性代数中另一个重要的概念。
它由若干行和列组成的矩形阵列。
矩阵可以表示为一个矩阵元素的矩阵,每个矩阵元素代表矩阵在某个位置上的值。
矩阵有许多基本性质,包括加法、数乘、乘法等。
矩阵的加法和数乘满足一些基本规律,如交换律和结合律。
矩阵的乘法是线性代数中比较复杂的运算,它是指将两个矩阵相乘得到一个新的矩阵,满足一定的规律。
四、矩阵的行列式和逆矩阵行列式是一个与矩阵相关的数值,它可以用来判断一个矩阵的特征。
对于一个n阶矩阵,它的行列式是一个数值,代表了矩阵的一些性质。
行列式有一些基本性质,如反演性、行列式的性质和行列式的计算方法等。
逆矩阵是指一个矩阵与其逆矩阵相乘得到单位矩阵。
只有非奇异矩阵才有逆矩阵,奇异矩阵没有逆矩阵。
矩阵的逆矩阵具有一些基本性质,如逆矩阵的性质和逆矩阵的计算方法等。
五、线性方程组的解法线性方程组是线性代数中的一个重要概念,它由一系列线性方程组成。
线性方程组的解是指使得方程组成立的未知数的值。
线性方程组的解法有很多种,包括高斯消元法、矩阵求逆法和向量法等。
高斯消元法是一种常用的解线性方程组的方法,它通过一系列消元和代入操作,将方程组转化为简化的阶梯形矩阵,进而求得方程组的解。
授课章节行列式§1.1 n阶行列式目的要求理解二阶与三阶行列式,了解全排列及其逆序数。
重点二阶与三阶行列式计算,行列式的性质,克拉默法则难点n阶行列式的计算,克拉默法则行列式的理论是人们从解线性方程组的需要中建立和发展起来的,是线性代数中的一个基本概念,它在线性代数、其他数学分支以及在自然科学的许多领域中上都有着广泛的应用.在本章里我们主要讨论下面几个问题:(1) 行列式的定义;(2) 行列式的基本性质及计算方法;(3) 利用行列式求解线性方程组(克莱姆法则).本章的重点是行列式的计算,要求在理解n阶行列式的概念,掌握行列式性质的基础上,熟练正确地计算三阶、四阶及简单的n阶行列式.计算行列式的基本思路是:按行(列)展开公式,通过降阶来计算.但在展开之前往往先利用行列式性质通过对行列式的恒等变形,使行列式中出现较多的零和公因式,从而简化计算.常用的行列式计算方法和技巧有:直接利用定义法,化三角形法,降阶法,递推法,数学归纳法,利用已知行列式法.行列式在本章的应用是求解线性方程组(克莱姆法则).要掌握克莱姆法则并注意克莱姆法则应用的条件.§1 n阶行列式一、二元线性方程组与二阶行列式解方程是代数中一个基本的问题,行列式的概念起源于解线性方程组,它是从二元与三元线性方程组的解的公式引出来的.因此我们首先讨论解方程组的问题.下面考察二元一次方程组(1.1)当时,由消元法知此方程组有唯一解,即(1.2)可见,方程组的解完全可由方程组中的未知数系数以及常数项表示出来,这就是一般二元线性方程组的解公式。
但这个公式很不好记忆,应用时十分不方便。
由此可想而知,多元线性方程组的解公式肯定更为复杂。
因此,我们引进新的符号来表示上述解公式,这就是行列式的起源。
1、二阶行列式:由4个数及双竖线组成的符号称为二阶行列式。
注:(1)构成:二阶行列式含有两行,两列。
横排的数构成行,纵排的数构成列。
行列式中的数()称为行列式的元素。