本書共13章,主要內容包括線性方程組、高斯消元法、初等變換法、克拉默法則、矩陣運算法、向量空間法、線性變換、位似變換和伸縮變換、旋轉變換、對稱變換和反射變換、投影變換、切變變換、
特征值與特征向量等.作為數學基礎課教材,本書采用“引例+數學歸納法”的方式引入概念,語言通俗易懂.同時,本書還增加了大量與線性代數相關的應用內容,并配有經典例題講解視頻,以提高學生應用數學知識解決實際問題的能力.
本書可作為普通高等院校理、工、農、醫(yī)、經、管、教育類專業(yè)線性代數課程的教材,也可作為相關專業(yè)教師、學生的參考書.
本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實踐相結合。
前言
線性代數是現代數學的重要基礎學科,在科學技術、工程、經濟等領域有著廣泛的應用,也一直是高等院校理、工、農、醫(yī)、經、管、教育類專業(yè)的必修課程.但在實際教學中,因其抽象性較大程度上阻礙了應用型高校學生的學習,故本書主要是為強化線性代數課程的應用性而為應用型高校學生編寫的.
本書最大的特點是通俗易懂. 作為數學基礎課教材,本書在概念引入時,在內容敘述上充分考慮到當代大學生的閱讀和思維習慣,將抽象概念以一些具體的引例娓娓道來,數學定理盡量采用“引例+數學歸納法”而減少數學證明的方式表述.同時,本書注重理論聯系實際,盡可能用簡明的語言介紹線性代數的實際用途.此外,本書還通過例題、習題等盡量確保線性代數的“兩性一度”(高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度),還對一些經典例題等附加了視頻講解資源,以方便學生自學的需要.讀者可以掃描書中二維碼,并輸入封底兌換碼,免費獲得微課、例題視頻;教師可登錄機械工業(yè)出版社教育服務網(www.cmpedu.com)免費下載教學課件.
線性代數重在“潤物細無聲”,本書探索以下內容:一是通過回顧早期中國數學家的工作,如劉徽等對線性代數發(fā)展做出的重大貢獻,深入了解線性代數發(fā)展的歷史和社會背景.二是利用線性代數開發(fā)新技術,應對中國最緊迫的鄉(xiāng)村振興、產業(yè)變革等挑戰(zhàn),將線性代數與社會主義現代化、民族復興的目標聯系起來.三是鼓勵學生創(chuàng)業(yè)或開發(fā)線性代數的新應用,發(fā)揮線性代數領域創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要性.四是融入大量用線性代數解決現實問題的案例如優(yōu)化交通流量、設計醫(yī)療方法、開發(fā)財務模型等,鼓勵學生結合專業(yè)開展項目,運用線性代數來解決專業(yè)相關問題.
本書由趙建紅、陳雄擔任主編,朱興文、汪際和擔任副主編,參編人員還有楊柳嬌、梁娥、寸宇瀟、熊慧、余國銳、李國東、薛茜和楊吉。具體分工為趙建紅編寫第1、2章并統(tǒng)稿,陳雄編寫第8~11章及第10、11章的習題,朱興文編寫第12章及第4、7、12章的習題,汪際和編寫第13章,寸宇瀟編寫第3、4章,梁娥編寫第5章,楊柳嬌編寫第6章,熊慧編寫第7章,余國銳編寫第3、6章的習題,李國東編寫第5章的習題,楊吉編寫第9章的習題,薛茜編寫第13章的習題.
由于編者水平有限,書中難免存在疏漏和不足之處,懇請廣大讀者批評指正.
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章緒論1
1.1為什么要學線性代數1
1.2線性代數是什么2
1.3如何學習線性代數2
第2章線性方程組4
2.1方程、多項式與線性方程組4
2.2線性方程組的矩陣表示5
2.2.1矩陣的概念5
2.2.2線性方程組的矩陣表示6
2.2.3適定方程組及其矩陣表示7
2.2.4不定方程組及其矩陣表示8
2.2.5超定方程組及其矩陣表示9
2.3矩陣9
2.3.1幾類特殊矩陣9
2.3.2矩陣的運算12
2.3.3矩陣的用途17
第3章高斯消元法18
3.1高斯消元法求解線性方程組18
3.2高斯消元法求矩陣的秩22
3.3高斯消元法求逆矩陣24
習題A31
習題B31
第4章初等變換法32
4.1矩陣的初等變換32
4.1.1初等變換與標準形32
4.1.2初等變換求矩陣的秩42
4.1.3初等變換求逆矩陣43
4.2初等變換法求解線性方程組51
4.2.1非齊次線性方程組與齊次線性
方程組51
4.2.2初等變換求解線性方程組52
4.2.3齊次線性方程組的解的性質61
4.2.4非齊次線性方程組的解的性質63
習題A67
習題B69
第5章克拉默法則71
5.1適定方程組的系數行列式71
5.1.1求解二元適定方程組72
5.1.2求解三元適定方程組74
5.2克拉默法則78
5.3n階行列式的概念、性質與計算80
5.3.1排列82
5.3.2n階行列式的概念84
5.3.3n階行列式的性質85
5.3.4行列式展開定理88
習題A93
習題B94
第6章矩陣運算法96
6.1矩陣運算96
6.1.1矩陣運算的實際意義97
6.1.2矩陣運算的幾何意義97
6.1.3矩陣的秩99
6.1.4矩陣的轉置101
6.1.5方陣的行列式102
6.1.6矩陣的逆103
6.2矩陣運算法求解線性方程組106
6.2.1矩陣運算法求解方程組106
6.2.2應用拓展——求最優(yōu)問題109
習題A110
習題B111
第7章向量空間法113
7.1向量113
7.1.1二維向量113
7.1.2三維向量118
7.1.3n維向量127
7.1.4向量空間132
7.2向量空間法求解線性方程組141
7.2.1齊次線性方程組142
7.2.2非齊次線性方程組149
習題A151
習題B153
第8章線性變換154
8.1變換154
8.2線性變換155
第9章位似變換和伸縮變換158
9.1位似變換及其矩陣表示158
9.2伸縮變換及其矩陣表示162
9.3伸縮變換的應用:數據的標準化167
習題A169
習題B170
第10章旋轉變換、對稱變換和
反射變換171
10.1旋轉變換及其矩陣表示171
10.2對稱變換及其矩陣表示176
10.3反射變換181
習題A181
習題B182
第11章投影變換183
11.1投影變換及其矩陣表示183
11.2*可逆變換187
習題A189
習題B190
第12章切變變換191
習題A197
習題B197
第13章特征值與特征向量198
13.1方陣的特征值與特征向量198
13.1.1特征值與特征向量198
13.1.2特征方程200
13.1.3特征值與特征向量的性質202
13.2相似矩陣及其性質207
13.2.1相似矩陣的概念及性質208
13.2.2方陣的相似對角化211
習題A216
習題B217
習題答案219
參考文獻232