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线性代数
第14次开课
开课时间: 2025年02月21日 ~ 2025年06月21日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第10周,共18周 已有 580 人参加
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spContent=此门课程为线性代数主课程。此外,我们专门为本课程配套了线性代数典型例题题解,将和线性代数主课程同步上线。
此门课程为线性代数主课程。此外,我们专门为本课程配套了线性代数典型例题题解,将和线性代数主课程同步上线。
—— 课程团队
课程概述

线性代数是理、工、经、管、医、农类学科的一门重要的基础理论课程。说它是自然科学的一大基石一点不为过,因为超过75%的科学研究和工程应用中的数学问题会涉及线性代数的解方程组。世界是复杂的,表现之一是多元性。线性代数能把这种多元性揉在一起,让人类把复杂的事物简单化,提高抽象能力。它是区别于微积分的一种人类描述状态和变化的有力武器。马克思主义的哲学原理之一:静止是相对的,运动是绝对的。描述运动的一种有效手段就是线性代数的线性变换。研究线性变换就是研究矩阵。矩阵是存储状态和变化的信息媒介。如果没有矩阵的乘法,计算机处理图形图像处理就困难了。有名的Markov 链,Google的排序算法PageRank、最小二乘法、流量监控等等都与线性代数密不可分。

 

要想在广袤的世界中发现规律,掌握规律,洞察瞬息变化,必须掌握线性代数知识。

 

本课程主要讲授行列式、矩阵代数、向量空间、线性方程组、矩阵的相似变换、二次型等内容。本课程对每一知识点以微课形式呈现,短小精干。该课程所体现的几何观念与代数方法之间的联系、从具体概念抽象出来的公理化方法、以及严谨的逻辑推证、巧妙的归纳综合等,对于强化学生的数学训练,培养学生的逻辑推理和抽象思维能力、空间直观和想象能力具有重要的作用。为今后学习其它各学科打下基础,并且在科学研究和各行各业中有都有着广泛的应用。基本目的:介绍线性代数的基本知识,为非数学类各专业后继课程提供基本的数学工具,初步培养学生应用数学知识分析、解决实际问题的意识与能力。

 

授课目标

该课程所体现的几何观念与代数方法之间的联系、从具体概念抽象出来的公理化方法、以及严谨的逻辑推证、巧妙的归纳综合等,对于强化学生的数学训练,培养学生的逻辑推理和抽象思维能力、空间直观和想象能力具有重要的作用。为今后学习其它各学科打下基础,并且在科学研究和各行各业中有都有着广泛的应用。

课程大纲

第一章 行列式

1.1行列式的定义

1.2逆序数的概念及性质

1.3 行列式的定义

1.4 特殊行列式

1.5 行列式的性质(1)

1.6 行列式的性质(2)

1.7 行列式按行按列展开

1.8 行列式计算典型例子(1)

1.9 行列式计算典型例子(2)

1.10 范德蒙德行列式

1.11 n阶矩阵乘积的行列式

1.12 克莱姆法则

讨论题

1.1线性方程组的相关概念(新)

1.2 初等变换及高斯消元法(新)

1.3 线性方程组求解过程与矩阵表示(新)

1.4 阶梯型矩阵与行化简算法

1.5 线性方程组有无穷多解与无解的两个例子(新)

1.6行最简形矩阵与线性方程组的解的关系(新)

1.7 含参数的线性方程组(新)

第一章节单元测试

第二章 矩阵代数

2.1 矩阵的线性运算

2.2 矩阵的乘法

2.3 矩阵乘法的运算规律

2.4 方阵的幂

2.5 方阵的逆

2.6 初等矩阵

2.7 用初等变换求方阵的逆

2.8 矩阵的转置

2.9 矩阵的分块

2.10 分块矩阵的广义初等变换

讨论题

2.1 矩阵与向量(新)

2.2 矩阵的加法与数乘(新)

2.3 矩阵的乘法定义(新)

2.4 矩阵乘法不满足的运算规律(新)

2.5 矩阵乘法满足的运算规律(新)

2.6 方阵的幂(新)

2.7 方阵的多项式(新)

2.8方阵的逆(新)

2.9矩阵的初等变换与初等矩阵(新)

2.10用初等变换求方阵的逆(计算部分)(新)

2.11用初等变换求方阵的逆(理论部分)(新)

2.12转置矩阵(新)

2.13分块矩阵(新)

2.14分块矩阵的广义初等变换(新)

第二章章节测试

第三章 向量空间

3.1 向量定义

3.2 线性无关和线性相关的定义与判断

3.3 线性相关无关的性质

3.4 极大无关组的定义与性质

3.5 向量组的秩的定义与性质

3.6 向量组的秩的计算

3.7 矩阵秩的定义

3.8 矩阵的秩=行秩=列秩

3.9 矩阵秩的性质

3.10 向量空间、基、坐标

3.11 过渡矩阵、坐标变换公式

讨论题

3.1 二三阶方阵可逆导出低阶行列式(新)

3.2 n阶方阵的行列式定义(新)

3.3 行列式的性质(一)(新)

3.4 行列式的性质(二)初等变换对行列式的作用(新)

3.5行列式的性质(三)(新)

3.6行列式的计算(一)(新)

3.7 行列式的计算(二)(新)

3.8 行列式的计算(三)(新)

3.9 范德蒙德行列式(新)

3.10 伴随矩阵及用行列式求逆(新)

3.11行列式展开定理的证明(新)

3.12 拉普拉斯定理(新)

3.13克拉默法则(新)

第三章章节测试

基与维度主观题

极大线性无关组主观题

第四章 线性方程组

4.12矩阵的秩、行秩和列秩(新)

4.13矩阵的秩=行秩=列秩(新)

4.14矩阵的秩的性质(新)

4.15齐次线性方程组解的判别、解空间、基础解系及求解方法(新)

4.16非齐次线性方程组解的判别、解集及求解方法(新)

4.17线性方程组的几个例子(新)

4.1 线性方程组的消元法

4.2 线性方程组解的存在性与唯一性

4.3 齐次线性方程组解的结构

4.4 非齐次线性方程组解的结构

4.5 线性方程组习题课

讨论题

4.1 向量的定义及运算(新)

4.2 向量组的线性组合(新)

4.3 向量组线性相关和线性无关的定义(新)

4.4 线性相关与线性无关的性质(新)

4.5 向量组的线性表出(新)

4.6 向量组的极大无关组和秩的定义(新)

4.7向量组的秩的性质(新)

4.8向量组的极大无关组和秩的计算(新)

4.9向量空间和子空间(新)

4.10向量空间的基和维数(新)

4.11坐标、过渡矩阵和坐标变换公式(新)

线性方程组主观题

第四章章节测试

第五章 矩阵的相似与对角化

5.1 方阵的特征值与特征向量的定义

5.2 方阵的特征值及特征向量的计算

5.3 方阵的特征值的性质

5.4 方阵的特征向量的性质

5.5 矩阵的相似

5.6 矩阵的对角化

5.7 向量的内积

5.8 两向量的夹角

5.9 Schmit正交规范化方法

5.10 实对称矩阵特征值与特征向量的性质

5.11 实对称矩阵的正交相似对角化

讨论题

矩阵的特征值与特征向量主观题

第五章章节测试

第六章 二次型

6.1 二次型的定义和矩阵表示

6.2 合同矩阵及其性质

6.3 二次型小结

6.4 配方法

6.5 初等变换法

6.6 实二次型的分类与惯性定理

6.7 正定矩阵的等价条件

6.8 正定矩阵与行列式

讨论题

第六章章节测试

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预备知识

初等数学知识。

参考资料

1.Linear Algebra with Applications,Steven J. Leon,(Eighth edition),机械工业出版社,2010。 2. Introduction to Linear Algebra,线性代数引论,Lee W. Johnson,R. Dean Riess, Jimmy T. Arnold,机械工业出版社,2003。 3. 高等代数,北京大学数学系几何与代数教研室,高等教育出版社,1990.  4. 高等数学习题课同步教材,四川大学数学学院高等数学教研室,四川大学出版社,2012。 5. 线性代数附册 学习辅导与习题选解,同济大学,高等教育出版社,2003。 6. 线性代数辅导讲义(全国硕士研究生入学考试用书),李永乐。


四川大学
1 位授课老师
陈丽

陈丽

副教授

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