《線性代數(shù)(第4版)》是根據(jù)高等教育本科線性代數(shù)課程的教學基本要求編寫而成的。《線性代數(shù)(第4版)》分6章,前3章為基礎(chǔ)篇,介紹行列式、矩陣、向量組的線性相關(guān)性與線性方程組,后3章為應(yīng)用提高篇,介紹矩陣相似對角化、二次型及線性空間與線性變換的基礎(chǔ)知識。《線性代數(shù)(第4版)》是為普通高等院校非數(shù)學專業(yè)本科生編寫的,內(nèi)容選擇突出精選夠用,語言表達力求通俗易懂,章節(jié)安排考慮了不同專業(yè)選用方便!毒性代數(shù)(第3版)》也可作為大專院校和成人教育學院的教學參考書,還可供參加自考的廣大讀者參考。
第4版前言
本書第3版自2011年5月出版發(fā)行以來,由于其內(nèi)容安排合理,既滿足教育部《高等教育本科線性代數(shù)課程教學基本要求》和碩士研究生入學考試的基本要求,又具有文字表述流暢、可讀性強等特點,受到了讀者的肯定.經(jīng)過幾年的教學實踐和教學改革,根據(jù)專家、同行的寶貴建議,我們對教材做了進一步修訂,本次修訂保持了第3版的優(yōu)點與特色,期望更好地適應(yīng)“大眾教育”和應(yīng)用型本科院校教育改革的需要,更多的是關(guān)注學與教的過程.本書在教材內(nèi)容的呈現(xiàn)上,充分體現(xiàn)以學生為中心的教育思想,并努力在概念引入、理論分析、方法敘述等方面的呈現(xiàn)上實現(xiàn)創(chuàng)新:(1)充分利用好頁面邊欄.通過增加問題、批注或解釋,簡明扼要地介紹方法、歷史、文化等,為讀者搭建閱讀平臺,激發(fā)學生的學習熱情和培養(yǎng)學習興趣.(2)調(diào)控讀者閱讀教材的節(jié)奏.每隔一定的閱讀量,就這段內(nèi)容,通過提供探究型、歸納型或反思型問題,碎化部分定理或例題,為讀者提供一定的思維空間.引導讀者完成一些計算或推導,讓讀者在閱讀理解和解決問題兩種模式間切換,減少注意力疲勞,同時改善教材的預(yù)習體驗.本書嘗試將信息技術(shù)引入教材,初步實現(xiàn)教材和移動互聯(lián)網(wǎng)融合.給讀者提供大量的文字和圖片等教學信息,利用專門的APP軟件,通過掃描二維碼,初步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)支持下的教與學資源的共享.本次修訂得到了揚州大學出版基金資助,還得到了江蘇省教育廳、揚州大學教務(wù)處和揚州大學數(shù)學科學學院給予的大力支持。機械工業(yè)出版社的編輯們對本次修訂付出了大量勞動。許多想法取材于專家學者的文獻,在此一并表示衷心的感謝.限于編者的水平,書中難免存在不足,敬請讀者批評指正.編者〖〗 第3版前言本書第2版是我們?yōu)槠胀ǜ叩葘W校非數(shù)學專業(yè)學生編寫的公共數(shù)學基礎(chǔ)課教材.其內(nèi)容選擇依據(jù)教育部《高等教育本科線性代數(shù)課程教學基本要求》,涵蓋了碩士研究生入學考試大綱的基本要求.其內(nèi)容組織以矩陣為編寫主線,輔以線性空間.其具體闡述遵循了由淺入深,難點分散的原則,力爭做到刪繁就簡,加強基礎(chǔ).本書出版以來,經(jīng)幾輪使用,師生的反映較好,達到了為學生提供專業(yè)學習的數(shù)學知識準備和幫助學生打下良好的素質(zhì)、能力基礎(chǔ)的目的.但在紛繁復(fù)雜的世界里,數(shù)學的新應(yīng)用不斷被發(fā)現(xiàn),需要我們及時傳達給學生.伴隨著我國高等教育改革的推進,教材使用者的情況也在不斷變化.需要我們與時俱進,更好地將線性代數(shù)作為有用、有趣的課程講授給學生.本次修訂的主要內(nèi)容包括以下兩個方面:
首先,習題編寫上做了較大的調(diào)整.從習題的層次看,根據(jù)小節(jié)配置練習,每章再配置習題;從習題的類型看,增加了問答題、選擇題、判斷題等形式的習題;從習題的容量看,習題的量達到原教材的兩倍以上.給學生提供了更大的可選擇空間,讓學生能按照自己的能力和目標接受到更合理、科學的訓練.希望在增強習題訓練的目的性的同時,提高習題的教育功能.其次,正文增加“歷史尋根”“方法索引”“背景聚焦”等欄目,介紹一些與線性代數(shù)課程相關(guān)的數(shù)學歷史、數(shù)學應(yīng)用及重要的數(shù)學方法,為開闊學生眼界,提高學生素養(yǎng)鋪路架橋.值得注意的是,這部分內(nèi)容讀懂多少算多少,可能回過頭再看,自然就能理解,有的也許還需要查閱其他參考書.借助于問答題進一步加強代數(shù)與幾何的聯(lián)系,幫助學生體會幾何對代數(shù)的促進作用.線性代數(shù)是最有用、最有趣的大學數(shù)學課程之一.從某種意義上說,線性代數(shù)是一種語言.建議同學們用學習外語的方法每天學習這種語言.教材習題是為了讓讀者理解教學內(nèi)容,一個顯著的特點是數(shù)值計算并不復(fù)雜.要透徹理解每一節(jié)內(nèi)容,必須完成習題.如果能堅持思考每章的問答題,對理解課程內(nèi)容也是很有益的.本次修訂工作得到揚州大學教務(wù)處和揚州大學數(shù)學科學學院的大力支持.感謝揚州大學數(shù)學科學學院的全體老師,特別是承擔線性代數(shù)課程教學任務(wù)的老師,本書的形成、成長離不開他們的支持.限于編者水平,書中定有許多不妥之處,敬請讀者指正.編者2010年6月 第2版前言本書自從2002年出版以來,經(jīng)幾輪使用,師生的反映較好.教材內(nèi)容安排合理,既滿足教育部《高等教育本科線性代數(shù)課程教學基本要求》,又涵蓋了本科院校學生考研的基本要求,但也存在許多不足之處.這次修訂,在內(nèi)容宏觀組織上仍以矩陣為編寫主線,輔以線性空間.本書在內(nèi)容的具體闡述上遵循了由淺入深,難點分散的原則,刪繁就簡,加強基礎(chǔ);采用“幾何觀點”和“矩陣方法”并重,貫穿于教材的始終,便于讀者掌握線性代數(shù)主要內(nèi)容的內(nèi)在規(guī)律;在培養(yǎng)學生能力要求上,選擇最重要、最基本的內(nèi)容,有利于學生形成扎實的基礎(chǔ),在今后的學習中以不變應(yīng)萬變;一方面為學生學習提供數(shù)學知識準備,另一方面要為學生今后學習打下良好的素質(zhì)、能力基礎(chǔ).本次修訂的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
1側(cè)重于高等學校的理工類專業(yè)學生的需要,刪去第1版第7章投入產(chǎn)出的數(shù)學模型.2重新選配正文中的部分例題,加以分析,幫助學生理解相關(guān)理論.3在習題的編寫上,調(diào)整部分習題,增強習題的目的性,同時分清層次,讓學生能按照自己的能力和目標接受到科學的訓練.增加習題答案,方便學生使用.4增加附錄C,
目錄
序
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章行列式
11行列式的定義
111二階、三階行列式
112數(shù)碼的排列
113n階行列式的定義
歷史尋根:行列式
習題11
12行列式的性質(zhì)
習題12
13行列式的展開定理
131余子式和代數(shù)余子式
132行列式按行(列)展開定理
*133拉普拉斯(Laplace)展開
定理
背景聚焦:解析幾何中的行列式
習題13
*14行列式的計算
141利用行列式的定義
142化為上(下)三角形行列式
143利用行列式展開定理
方法索引:數(shù)學歸納法
144數(shù)學歸納法
歷史尋根:范德蒙
145遞推法
146升階法(加邊法)
147利用已知行列式
148綜合例題
習題14
15克萊姆(Cramer)
法則
歷史尋根:克萊姆
習題15
總習題
第2章矩陣
21矩陣的定義與運算
211矩陣的概念
歷史尋根:矩陣
212矩陣的加法
213數(shù)乘矩陣
214矩陣與矩陣的乘法
215方陣的冪運算
216矩陣的轉(zhuǎn)置
217共軛矩陣〖〗背景聚焦:天氣的馬爾可夫
(Markov)鏈
習題21
22幾種特殊的矩陣
221對角矩陣、數(shù)量矩陣
和單位矩陣
222上(下)三角形矩陣
223對稱矩陣和反對稱矩陣
224冪零矩陣、冪等矩陣和冪幺矩陣
習題22
23可逆矩陣
231方陣的行列式
232方陣的逆
233矩陣方程
背景聚焦:矩陣密碼法
習題23
24矩陣的分塊
241矩陣的分塊及運算
242可逆分塊矩陣
習題24
25矩陣的初等變換與初等矩陣
251矩陣的初等變換
252初等矩陣
253初等矩陣與初等變換
254用初等變換的方法求逆矩陣
習題25
26矩陣的秩
261子式
262矩陣的秩
263初等變換求矩陣的秩
264幾個常見的結(jié)論
歷史尋根:凱萊
習題26
總習題二
第3章向量與線性方程組
31線性方程組解的存在性
311高斯(Gauss)消元法
312線性方程組解的存在性
歷史尋根:線性方程組
習題31
32向量組的線性相關(guān)性
321n維向量的概念
322線性表示與線性組合
323線性相關(guān)與線性無關(guān)
324線性相關(guān)性的幾個定理
歷史尋根:向量
習題32
33向量組的秩331向量組的等價
332極大線性無關(guān)組與向量組的秩
333向量組的秩與矩陣的秩的關(guān)系
習題33
34向量空間
341向量空間的概念
342基、維數(shù)與坐標
343子空間及其維數(shù)
習題34
35線性方程組解的結(jié)構(gòu)
351齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu)
352非齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu)
習題35
總習題三
第4章矩陣相似對角化
41歐氏空間Rn
411內(nèi)積的概念
412標準正交基
413正交矩陣及其性質(zhì)
習題41
42方陣的特征值和特征向量
421特征值和特征向量的基本概念
方法索引:求實系數(shù)多項式的實根
422特征值的性質(zhì)
背景聚焦:特征值與Buckey球的穩(wěn)定性
423特征向量的性質(zhì)
歷史尋根:特征值和特征向量
習題42
43矩陣相似對角化條件
431相似矩陣
432矩陣可對角化條件
433矩陣相似對角化的應(yīng)用
背景聚焦:工業(yè)增長模型
習題43
44實對稱矩陣的相似對角化
441實對稱矩陣的特征值和特征向量
442實對稱矩陣相似對角化
背景聚焦:面貌空間
習題44
*45Jordan標準形介紹
451Jordan矩陣
452Jordan標準形定理
453Jordan標準形的求法
歷史尋根:矩陣論
總習題四
第5章二次型
51二次型及其矩陣表示
511基本概念512線性替換
513矩陣的合同
歷史尋根:二次型
習題51
52化二次型為標準形
521正交替換法
522配方法
523初等變換法
習題52
53化二次型為規(guī)范形
531實二次型的規(guī)范形
532復(fù)二次型的規(guī)范形
習題53
54正定二次型和正定矩陣
541基本概念
542正定二次型的判定
543正定矩陣的性質(zhì)
544其他有定二次型
習題54
總習題五
*第6章線性空間與線性變換
61線性空間的概念
611線性空間的定義與例子
612線性空間的簡單性質(zhì)
613子空間
614實內(nèi)積空間
習題61
62線性空間的基、維數(shù)和坐標
621基與維數(shù)
622坐標
623基變換與坐標變換
習題62
63線性變換
631線性變換的概念
632線性變換的簡單性質(zhì)
633線性變換的矩陣表示
習題63
64線性變換在不同基下的矩陣
習題64
總習題六
附錄
附錄A矩陣特征問題的數(shù)值解
附錄B廣義逆矩陣簡介
附錄C數(shù)域與多項式簡介
附錄DMaple的基本知識
部分習題答案與提示
參考文獻