M04 / undergraduate

线性代数

线性代数围绕第一编 向量、矩阵与方程组、第二编 方程组与行列式、第三编 线性映射与特征结构建立连续章节顺序。

结构
3 编 · 6
适合读者
适合已具备基础代数与函数知识、希望完成本科层次系统学习的读者。
开始本册

BEFORE READING

先修与记号

本册对象

从向量空间与坐标出发,用矩阵和消元刻画线性方程组,再以行列式、线性映射和特征结构统一代数计算与空间几何。

先修教材

符号约定

  • 本册在首次使用时定义线性代数专用符号,并区分标量、向量、算子与单位。
  • 同一符号出现多种约定时明确命名空间、假设和适用章节。

CONTENTS

完整目录

PART 01

第一编 向量、矩阵与方程组

先区分向量本身与基下坐标,再把多组线性组合组织成矩阵,为方程组的统一表示准备语言和运算。

  1. 01

    向量、坐标与线性组合

    向量、坐标与线性组合从向量空间公理进入张成、线性无关、基与坐标,并用内积、正交和投影补充欧氏几何结构。

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  2. 02

    矩阵及其运算

    矩阵及其运算以形状和列向量解释加法、转置、分块与乘法,随后建立单位矩阵、逆矩阵和正交矩阵的运算边界。

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PART 02

第二编 方程组与行列式

先用行变换揭示解集和子空间结构,再用一个标量编码方阵的有向体积倍率与可逆性。

  1. 03

    线性方程组的解结构

    线性方程组的解结构用消元和简化行阶梯形判定相容性、参数化全部解,并以秩、零空间、秩—零化度和最小二乘解释精确解与近似解。

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  2. 04

    行列式与体积缩放

    行列式与体积缩放从多线性、交替性和归一化刻画行列式,追踪行变换与乘法规则,并连接有向体积、满秩和可逆性。

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PART 03

第三编 线性映射与特征结构

把坐标矩阵还原为线性映射,再寻找最适合该映射的特征基,以谱分解组织反复作用和二次型。

  1. 05

    线性映射及其矩阵表示

    线性映射及其矩阵表示从保持线性组合的抽象映射进入核、像、矩阵表示、复合与逆,并用换基和相似矩阵区分对象与坐标。

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  2. 06

    特征值、特征向量、对角化与综合复习

    特征值、特征向量、对角化与综合复习以不变方向、特征空间和重数判断对角化,处理矩阵幂、实对称谱定理与二次型,并联结全册方法。

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综合练习

  • 每章安排定义辨析、推导计算和结果核验练习。
  • 本册末章安排跨 Part 综合题,并保留可复算的解题检查点。

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