给爱学习的你推荐一组线性代数课程学习资源(东南大学线性代数)~~
线性代数是高等学校理、工、经管等多个专业的公共基础课,为现代社会各领域提供必备的数学工具。一门好的线性代数课程会给学生打下坚实的基础,为学生将来走向社会各个领域提供优质的数学工具。
下面我们围绕东南大学的线性代数,介绍一组相关的代数课程学习资源,让您更好的掌握线性代数知识,学好线性代数课程。
内容分以下三部分:相关课程介绍、相关教材介绍、相关学习资源介绍。
(一)相关课程介绍
(1)《线性代数》课程
东南大学线性代数课程是国家精品在线开放课程,本课程以矩阵为主线,共分53讲,围绕矩阵的各种运算和矩阵间的等价、相似、合同关系展开论述,内容包括矩阵、行列式、n 维向量、线性方程组、矩阵的特征值与特征向量、二次型。课程理论体现了数学归纳法、等价类、标准形、不变量、数形结合、数学建模等重要的数学思想。
课程学习要求
1. 矩阵
(1) 理解矩阵的概念,理解零矩阵、单位矩阵、数量矩阵、对角阵、三角阵、对称矩阵、反对称矩阵的定义。
(2) 理解矩阵的加法、数乘、乘法运算及矩阵的转置及相关的运算性质,熟练掌握上述运算。
(3) 了解分块矩阵的运算性质,掌握常见的分块方法和分块矩阵的运算规则。
(4) 理解矩阵的初等变换与初等矩阵的概念以及二者之间的联系,理解矩阵等价、行阶梯形矩阵、行最简形矩阵以及矩阵等价标准形的概念,掌握将一个矩阵化为行阶梯形、行最简形以及等价标准形的方法。
(5) 理解矩阵的可逆性的概念,掌握判别矩阵是否可逆的方法,掌握逆矩阵的性质,掌握利用初等变换求逆矩阵以及解简单的矩阵方程的方法。
(6) 理解n阶行列式的定义,掌握行列式的性质,掌握低阶行列式及简单的高阶行列式的计算,了解行列式的乘法定理,了解伴随矩阵的概念,熟练掌握伴随矩阵的性质,掌握利用伴随矩阵计算逆矩阵的方法,理解Cramer法则,掌握用Cramer法则求解方程组的方法。
(7) 理解矩阵的秩的概念,熟练掌握矩阵的秩的求法,理解矩阵运算前后的秩之间的关系,掌握关于矩阵的秩的等式和不等式。
2.n维向量
(1) 理解向量的概念,掌握向量的线性运算的性质,理解线性组合和线性表示的概念。
(2) 理解向量组的秩的概念,理解向量组的秩与矩阵的秩间的关系,熟练掌握向量组的秩的性质,理解向量组的线性相关性的概念。
(3) 掌握向量组的线性相关性的判别方法和一些常用的重要结论。
(4) 理解向量组的极大线性无关组的概念,理解向量组的极大线性无关组与向量组的秩间的关系,会求向量组的极大线性无关组。
(5) 知道向量空间、子空间、向量空间的基及维数的概念,会判断向量空间的子集是否构成子空间,会求由一向量组生成的子空间的基及它们的维数,知道坐标变换公式,会求两组基间的过渡矩阵。
(6) 理解向量的内积、长度及正交性的概念,了解向量内积的基本性质,理解向量空间的标准正交基的概念,熟练掌握Schimidt正交化方法,理解正交矩阵的概念,了解正交矩阵的性质。
3. 线性方程组
(1) 理解线性方程组的基本概念,掌握Gauss消元法。
(2) 理解齐次线性方程组有非零解的充要条件,理解齐次线性方程组的基础解系的概念,熟练掌握基础解系的求法。
(3) 理解非齐次线性方程组有解的充要条件,理解非齐次线性方程组与相应的齐次线性方程组的解之间的关系,熟练掌握非齐次线性方程组的通解的表达式的求法。
(4) 了解线性方程组的最佳近似解的概念和求最小二乘解的方法。
4. 矩阵的特征值和特征向量
(1) 理解相似矩阵的概念与性质。
(2) 理解矩阵的特征值、特征向量的概念,理解特征多项式、特征值、特征向量的性质,熟练掌握矩阵的特征多项式、特征值、特征向量的求法。
(3) 熟练掌握矩阵相似于对角阵的充要条件,并熟练掌握相应的对角阵及相似变换矩阵的求法。
(4) 熟练掌握实对称矩阵的性质,熟练掌握求正交矩阵将实对称矩阵化成对角阵的方法。
5.二次型
(1) 理解二次型及其矩阵表示的概念,熟练掌握二次型的矩阵的求法。
(2) 理解二次型的标准形与规范形的概念,理解合同的概念,掌握用配方法化二次型为标准形的方法,理解二次型在正交变换下的标准形与二次型的矩阵的特征值的关系,熟练掌握用正交变换化二次型为标准形的方法,理解惯性定理以及惯性指数的概念,掌握判断实对称矩阵合同的方法。
(3) 理解正定性的概念,熟练掌握判断二次型、实对称矩阵是否正定的方法。
线性代数课程注重由浅入深,化难为易,用尽可能少的时间让学生理解并掌握线性代数中的基本概念、理论和方法,为后继课程提供必要的基础知识,并达到教育部大学数学课程教学指导委员会和研究生入学考试的要求。本课程不仅适合各类高校理、工、经管等多个专业的学生,也适合其他需要线性代数基础知识的学生、教师、工程技术人员和社会人员。
课程网址:https://www.icourse163.org/course/SEU-1001752361
温馨提示:新学期开始啦,国家精品在线开放课程《线性代数》将于2024年09月02日 ~ 2025年01月05日再次上线(第15轮),欢迎各位朋友推荐及转发,欢迎莘莘学子报名在线学习。
(2)《线性代数与解析几何》课程
线性代数与解析几何(简称“几何与代数”)是大学阶段最重要的数学基础课程之一,作为大学生数学知识结构的重要组成部分,该课程着重培养学生严密的逻辑推理能力和分析问题、解决问题的能力,为学习相关课程打好基础。本课程依据教育部数学基础课程教学指导委员会对工科院校相关课程教学的基本要求开展教学。
东南大学线性代数与解析几何课程有一支年龄、学历、职称结构合理的优秀教学团队。经过多年的探索研究,传承发展,课程建设取得了丰硕的成果,被评为国家精品课程和国家精品资源共享课程。团队进取的教学理念、科学的课程设计和完善的课程管理,保证了课程的教学质量;立体化的教学资源不仅为学生提供了良好的学习条件,也为教师提供了丰富的教学素材。
课程学习要求
1.向量代数 平面与直线
(1)理解几何向量的概念及其加法、数乘运算,熟悉运算规律,了解两个向量共线和三个向量共面的充分必要条件;
(2)理解空间直角坐标系的概念,理解仿射坐标系的概念,掌握向量的坐标表示;
(3)理解向量的数量积、向量积和混合积的概念,理解它们的几何意义,了解相关的运算性质,掌握利用坐标进行计算的方法;
(4)理解平面的法向量的概念,熟练掌握平面的方程的确定方法,熟悉特殊位置的平面方程的形式;
(5)理解直线的方向向量的概念,熟练掌握直线的对称方程、一般方程及参数方程的确定方法;
(6)了解直线、平面间的夹角的定义,了解点与直线、平面间的距离的定义,并掌握相关的计算;
(7)了解平面束的概念,并会用平面束处理相关几何问题。
2.矩阵和行列式
(1)理解矩阵和维向量的概念;
(2)理解矩阵和向量的加法、数乘、乘法运算及矩阵的转置及相关的运算性质,熟练掌握上述运算;
(3)理解零矩阵、单位矩阵、数量矩阵、对角阵、三角阵、对称矩阵、反对称矩阵的定义及其运算性质;
(4)理解二阶、三阶行列式的定义,熟练掌握它们的计算;
(5)知道全排列及全排列的逆序数的定义,会计算排列的逆序数,知道对换及对换对于排列的奇偶性的影响;
(6)了解阶行列式的定义,会用行列式的定义计算简单的阶行列式;
(7)掌握行列式的性质,熟练掌握行列式按行、列展开公式,了解行列式的乘法定理;
(8)掌握利用行列式的性质计算行列式的方法;
(9)理解矩阵的可逆性的概念,掌握矩阵可逆的判别方法,掌握逆矩阵的性质;
(10) 理解伴随矩阵的概念,熟练掌握伴随矩阵的性质,掌握利用伴随矩阵计算矩阵的逆矩阵;
(11) 理解Cramer法则,掌握用Cramer法则求方程组的解的方法;
(12) 掌握分块矩阵的运算规则,掌握典型的分块方法。
3.矩阵的初等变换与Gauss消元法
(1)理解矩阵的初等行变换与Gauss消元法的关系,掌握求解线性方程组的Gauss消元法;
(2)理解向量组的线性组合和线性表示的概念及相关的性质,掌握相关计算;
(3)理解向量组的线性相关、线性无关的概念以及有关性质,掌握向量组的线性相关性的判别方法;
(4)理解向量组的极大线性无关组和秩的概念,理解向量组的秩的性质,熟练掌握向量组的秩的计算,并会求向量组的极大线性无关组;
(5)理解矩阵的秩的概念,理解向量组的秩与矩阵的秩间的关系,熟练掌握矩阵的秩的计算;
(6)理解齐次线性方程组有非零解的充要条件,理解齐次线性方程组的基础解系的概念,熟练掌握基础解系的求法;
(7)理解非齐次线性方程组有解的充要条件,理解非齐次线性方程组与相应的齐次线性方程组的解之间的关系,熟练掌握非齐次线性方程组的通解的表达式的求法;
(8)理解矩阵的初等变换及矩阵的等价关系的概念;了解矩阵的等价标准形的概念,并会用矩阵的等价标准形讨论矩阵的性质;
(9)理解矩阵的初等变换与矩阵的乘法间的关系;
(10) 了解可逆矩阵与初等矩阵间的关系,掌握用初等变换求逆矩阵的方法;
(11) 掌握求简单的矩阵方程的解的方法;
(12) 了解矩阵的分块初等变换,会利用这一方法解决典型的矩阵问题。
4.向量空间
(1)理解向量空间、子空间的概念,会判断向量空间的子集是否构成子空间,
(2)理解向量空间的基及维数的概念,会求由一向量组生成的子空间及一齐次线性方程组的解空间的基及它们的维数;
(3)理解坐标变换公式,会求两组基间的过渡矩阵;
(4)理解向量的内积、长度及正交性的概念,了解向量内积的基本性质;
(5)理解向量空间的标准正交基的概念,熟练掌握Schimidt正交化方法;
(6)理解正交矩阵的概念,了解正交矩阵的性质;
(7)理解线性变换的概念,知道线性变换在一组基下的矩阵表示。
5.相似矩阵和矩阵的特征值、特征向量
(1)理解矩阵的特征值、特征向量的概念,熟练掌握矩阵的特征多项式、特征值、特征向量的求法;
(2)熟练掌握特征多项式、特征值、特征向量的性质;
(3)理解矩阵的迹的概念,理解矩阵的迹、行列式与其特征值间的关系;
(4)理解矩阵的相似性概念,理解两矩阵相似的必要条件;
(5)理解Hamilton-Cayley定理及其意义,会利用Hamilton-Cayley定理讨论矩阵的性质,做一些重要的计算;
(6)理解矩阵的最小多项式的概念,理解矩阵的最小多项式与特征多项式的关系;
(7)理解矩阵的Jordan标准形的概念,知道Jordan标准形的存在性定理,掌握Jordan标准形的唯一性定理;
(8)熟练掌握矩阵的Jordan标准形及相应的相似变换矩阵的计算;
(9)掌握用矩阵的Jordan标准形讨论矩阵性质的方法;
(10) 熟练掌握矩阵相似于对角阵的各种充要条件,并熟练掌握相应的对角阵及相似变换矩阵的求法;
(11) 熟练掌握实对称矩阵的性质,熟练掌握求正交矩阵将实对称矩阵化成对角阵的方法。
6.二次型与二次曲面
(1)理解二次型及二次型的矩阵的概念,熟练掌握二次型的矩阵的求法;
(2)理解可逆线性变换及二次型的标准形的概念,了解二次型的规范形的概念;
(3)理解矩阵间的合同关系的概念;
(4)理解二次型在正交变换下的标准形与二次型的矩阵的特征值的关系,熟练掌握用正交变换化二次型为标准形的方法,掌握用可逆线性变换化二次型为标准形的方法;
(5)理解惯性定理的结论及其几何含义,掌握判断实对称矩阵合同的方法;
(6)理解正定性的概念,熟练掌握判断二次型、实对称矩阵是否正定的方法;
(7)熟悉一般曲面的概念,熟悉球面、柱面、旋转面、锥面等重要曲面的几何特征以及它们的方程的特点;
(8)知道二次曲线的参数方程;
(9)熟悉二次曲面的标准方程,以及它们的图形特征;
(10) 掌握二次曲面的交线以及这些交线在坐标平面上的投影曲线的方程的求法;
(11) 掌握一些简单的几何图形的草图的作法。
本课程不仅适合各类高校理、工、经管等多个专业的学生,也适合其他需要线性代数和解析几何基础知识的学生、教师、工程技术人员和社会人员。
课程网址:http://www.icourses.cn/sCourse/course_2501.html
(二)相关教材介绍
线性代数的相关教材都是新形态教材,扫描书本相应位置二维码,即可以看到老师精心为您准备的视频资源和案例资源,可以反复学习哦。
(1)陈建龙教授:《线性代数(第三版)》
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本教材为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材和“十三五”江苏省高等学校重点教材,本教材第二版获首届全国教材建设奖全国优秀教材二等奖. 内容包括矩阵、n 维向量、线性方程组、矩阵的特征值和特征向量、二次型. 本教材不仅力求内容的科学性与系统性, 而且注重代数概念的几何背景以及实际应用背景的介绍, 以利于读者更好地理解和掌握线性代数理论, 提高运用线性代数方法解决实际问题的能力. 每章均配备适量的练习题, 适合不同类别的读者用于平时练习、期末复习或考研复习.读者扫描书中的二维码可以浏览丰富的配套资源, 内容包括有关知识的历史简介和一些难点的讲解视频、二十个典型的实际应用案例以及六套综合模拟试卷.
本书可供高等院校非数学专业(理工科、经济、管理类等)的学生使用,也可以供自学者和科技工作者阅读.
本书试读码
本书特色
(2)周建华教授:《几何与代数(第二版)》
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本书作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是在多年教学实践的基础上,为适应教学改革新的要求而编写的。主要内容有行列式和线性方程组的求解、矩阵、几何空间、n维向量、特征值与特征向量、二次型与二次曲面。每章的最后一节均为“用MATLAB解题”,并附有“历史小贴士”。各章的习题分(A),(B),(C)三类。习题(A)供学生自测之用,习题(B)可以作为课后作业,习题(C)包含应用题和实验题两种类型的习题。这样设置习题是希望借此能拓展学生知识背景,培养应用意识,同时也能兼顾不同学习层次的学生的需要,便于选用。与《几何与代数(第二版)》配套的手机应用还为读者提供了丰富的多媒体资源,内容包括有关知识的历史简介和一些难点的讲解视频以及二十个经典的实际应用案例。
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《线性代数学习指导》按《线性代数》的编排顺序逐章编写,共五章,每章的主体内容分为四节,分别是“预习建议”、“友情提醒”、“典型例题赏析”和“习题答案”。其中“友情提醒”包含了一些值得学生注意的地方,让初学者少走弯路。“典型例题赏析”收集了经典的题目作为例题,配以详细的讲解和点评,帮助学生巩固所学的知识、举一反三。“习题答案”注重阐明解题的思想方法,部分例题和习题还给出了多种解法,有助于教材内容的融会贯通。在附录中介绍了《线性代数学习指导》的学习方法、解题方法以及初等变换的8个应用,并通过框图和表格的形式对《线性代数学习指导》的知识点进行了概括,为学习线性代数课程的学生提供帮助。
适读人群 :正在学习《线性代数》的大学生和参加研究生入学考试的应历届考生。
编辑推荐:“预习建议”“友情提醒”“典型例题赏析”和“习题答案”四步走,紧扣读者学习中的问题给出具体解决方案。
(三)相关学习资源介绍
(1)线性代数先修课程
东南大学张小向教授面向中学生讲授的线性代数先修课,高中毕业就可以学习哦,每一讲最长不超过15分钟,累计时长不到2小时。可以说是不到两小时带您入门线性代数,特别适合大一的孩纸。
(2)“中科云”线性代数课程
本课程在中科云教育平台上开设,包括《线性代数(第二版)》电子教材样张,线性代数授课视频,线性代数学习辅导资料,一门课程包含线性代数全部资源,点击登录,即可参与学习。
课程网址:
http://learnspace.coursegate.cn/learnspace/learn/learn/blue/index.action?params.courseId=ff8080816f0019a501702e7b498009af___¶ms.templateType=1¶ms.templateStyleType=0¶ms.template=blue¶ms.classId=¶ms.tplRoot=learn
(四)给线性代数学子的一封信
我们跟随东南大学陈建龙教授、周建华教授与张小向教授一起学习线性代数课程吧。
祝您学有所成。
特别提示
《线性代数(数字教材)》即将出版,敬请期待。
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