第一篇:《線性代數(shù)》課程序言部分教學(xué)要點(diǎn)分析
《線性代數(shù)》課程序言部分教學(xué)要點(diǎn)分析
摘 要:對(duì)大多數(shù)理工科專業(yè)而言,線性代數(shù)是一門(mén)十分重要的課程。線性代數(shù)的序言部分,主要是對(duì)線性代數(shù)課程進(jìn)行宏觀的介紹,并且引入二階和三階行列式的概念。教學(xué)中應(yīng)該調(diào)節(jié)好學(xué)生的心理狀態(tài),注重定義以及之間的聯(lián)系,突出重點(diǎn)進(jìn)行講解,以確保這部分內(nèi)容的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:行列式 線性代數(shù) 序言 學(xué)習(xí)心理
《線性代數(shù)》是很多理工科專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程,是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)課。同時(shí),《線性代數(shù)》還是考研的必考科目。因此,搞好《線性代數(shù)》的教學(xué)工作具有重要的意義[1]?!毒€性代數(shù)》的序言部分是帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)入線性代數(shù)殿堂的第一課,是學(xué)生們與線性代數(shù)的初次相識(shí),“第一印象”十分重要。如果能夠讓學(xué)生們對(duì)線性代數(shù)的研究?jī)?nèi)容產(chǎn)生興趣,充滿信心,那么日后的教學(xué)過(guò)程都將變得簡(jiǎn)單。反過(guò)來(lái)說(shuō),如果學(xué)生們?cè)诼?tīng)這部分內(nèi)容的過(guò)程中不能對(duì)線性代數(shù)的研究對(duì)象進(jìn)行透徹完整的了解,而只是被動(dòng)地聽(tīng)到了教師對(duì)行列式、矩陣、向量組、方程組等等抽象的數(shù)學(xué)名詞的乃至彼此之間關(guān)系的介紹,他們很可能就會(huì)對(duì)線性代數(shù)望而卻步,日后再想讓他們充滿信心和興趣可能相對(duì)就比較難了??偠灾?,線性代數(shù)序言部分的講解也是教學(xué)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),有必要對(duì)其教學(xué)要點(diǎn)進(jìn)行分析。
一、教學(xué)內(nèi)容總結(jié)
任何一門(mén)課程都有序言部分,《線性代數(shù)》課程的序言部分主要也是作為一個(gè)總開(kāi)端,對(duì)《線性代數(shù)》進(jìn)行介紹,導(dǎo)入后面的核心內(nèi)容。從教學(xué)內(nèi)容上看,序言部分包括兩大方面:第一部分,主要是帶領(lǐng)學(xué)生們認(rèn)識(shí)《線性代數(shù)》這門(mén)課程,知道《線性代數(shù)》在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中所處的地位,了解線性代數(shù)的研究對(duì)象與課程特色,掌握學(xué)習(xí)線性代數(shù)的方法;第二部分,主要是通過(guò)方程與行列式的關(guān)系,引入二階和三階行列式的定義、計(jì)算及簡(jiǎn)單的應(yīng)用,為后續(xù)推廣到n階行列式的相關(guān)內(nèi)容打好基礎(chǔ)。
二、學(xué)生心態(tài)把握
大學(xué)生作為經(jīng)過(guò)全國(guó)高考統(tǒng)一考試選拔出來(lái)的優(yōu)秀人才,事實(shí)上,他們當(dāng)中的大多數(shù)都是精力充沛,積極樂(lè)觀,求知欲旺盛,此處主要分析學(xué)生中可能影響學(xué)習(xí)的負(fù)面心理,旨在有的放矢地促進(jìn)教學(xué)效果。第一,在課程設(shè)置上,《線性代數(shù)》多安排在第一學(xué)年的第二個(gè)學(xué)期上課,學(xué)生們?cè)诮?jīng)歷了大一上學(xué)期的《高等數(shù)學(xué)》的學(xué)習(xí)以后,多會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)類課程產(chǎn)生一種“畏難”情緒,嚴(yán)重的甚至?xí)挓?shù)學(xué)類的課程。因此,作為一門(mén)數(shù)學(xué)類課程,《線性代數(shù)》首先可能會(huì)或多或少地受到?W生們心理上的抵觸,這就形成了《線性代數(shù)》的一個(gè)“先天劣勢(shì)”。第二,課堂中的學(xué)生們往往來(lái)自不同的省份,數(shù)學(xué)功底各不相同,有的學(xué)生中學(xué)階段沒(méi)有學(xué)過(guò)任何行列式知識(shí),有的學(xué)生甚至沒(méi)有學(xué)過(guò)向量,從心理上,他們對(duì)序言部分內(nèi)容的興趣也是不同。第三,《線性代數(shù)》序言部分的講授處于新學(xué)期的起始階段,甚至被安排在新學(xué)期第一周的第一節(jié)課,好多學(xué)生經(jīng)過(guò)了返回學(xué)校的行程,疲憊感還沒(méi)有完全消除,也還沒(méi)有從“假期綜合癥”中恢復(fù)過(guò)來(lái)。此時(shí),學(xué)生們的心態(tài)還有所浮躁,對(duì)課程內(nèi)容的吸收能力有限。第四,新學(xué)期新課程的開(kāi)始階段,學(xué)生們與教師也是初次見(jiàn)面,有些學(xué)生對(duì)教師本身的外在形象比較敏感,對(duì)于教師的教學(xué)特色和個(gè)人魅力還處于觀望狀態(tài),對(duì)于課程本身的注意力不足,大部分同學(xué)還都存有首先觀望老師的心態(tài),想看看老師的“水平”,往往只有很少一部分同學(xué)會(huì)對(duì)即將開(kāi)始的課程進(jìn)行預(yù)習(xí)。第五,在當(dāng)今的快節(jié)奏時(shí)代,各種各樣的信息量鋪天蓋地,學(xué)生們主動(dòng)或者被動(dòng)地面對(duì)很多信息已經(jīng)成為一種常態(tài),學(xué)生們多重視應(yīng)用,重視看得見(jiàn)摸得著的現(xiàn)實(shí)的事例,對(duì)于抽象的數(shù)學(xué)概念及數(shù)學(xué)邏輯興趣不足,這也是線性代數(shù)序言教學(xué)中所無(wú)法忽視的。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)分析
基于以上分析,在序言部分教學(xué)中應(yīng)把握以下幾個(gè)方面:第一,講解的深度宜淺不宜深,盡量從實(shí)際事例中引入方程組和行列式。對(duì)于二元線性方程組,如果用諸如“雞兔同籠”問(wèn)題引入,可以很容易地使學(xué)生們契入到對(duì)問(wèn)題思考中,加強(qiáng)他們的參與意識(shí),使他們很快進(jìn)入角色?!毒€性代數(shù)》本身是一個(gè)復(fù)雜的課程,其中的行列式、方程組、向量組和矩陣等各種的概念互相交叉[2],想學(xué)好是很不容易的。但在序言部分,如果過(guò)多地引用《線性代數(shù)》的專業(yè)術(shù)語(yǔ),例如用逆序數(shù)法定義行列式[3]等等,這將增大學(xué)生們聽(tīng)課的難度,容易使得一部分學(xué)生從課程一開(kāi)始就對(duì)《線性代數(shù)》望而卻步。實(shí)際上,《線性代數(shù)》也有簡(jiǎn)單的一面,從一定程度上說(shuō),《線性代數(shù)》書(shū)中的概念與中學(xué)知識(shí)的銜接并不太大,它的幾乎所有定義都是獨(dú)立于之前的高中數(shù)學(xué)的函數(shù)、不等式、二次曲線等復(fù)雜數(shù)學(xué)知識(shí)的。學(xué)好《線性代數(shù)》并不需要很扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),只要學(xué)生們能夠入門(mén),能夠進(jìn)入到《線性代數(shù)》的思維方式,教學(xué)工作就成功了一大步,后續(xù)的具體計(jì)算中,大多也都是100以內(nèi)的加減乘除,所以應(yīng)極力避免一上來(lái)用復(fù)雜的講解把學(xué)生“當(dāng)頭打蒙”,反過(guò)來(lái)說(shuō),深入淺出地講解更有助于增強(qiáng)學(xué)生們的信心,持續(xù)不斷地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。第二,對(duì)于《線性代數(shù)》的研究對(duì)象應(yīng)該講解到位。首先,應(yīng)該要介紹清楚“線性”所代表的含義?!熬€性”,從運(yùn)算上來(lái)講,主要也就是加減和數(shù)乘運(yùn)算,不涉及到變量之間的乘積。用學(xué)生們的知識(shí)結(jié)構(gòu)可以理解的話來(lái)講,《線性代數(shù)》研究的核心問(wèn)題也就是解方程組。這樣的一種講解方式,更利于學(xué)生們對(duì)《線性代數(shù)》的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行整體的很好的把握,更容易把學(xué)習(xí)與應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。第三,應(yīng)當(dāng)要講解好《線性代數(shù)》的學(xué)習(xí)方法。學(xué)習(xí)方法聽(tīng)起來(lái)雖然抽象,但能否把學(xué)習(xí)方法講解好卻是很考驗(yàn)一個(gè)教師對(duì)整門(mén)課程的把握的一個(gè)重要體現(xiàn)。畢竟,只有在對(duì)課程整體的很好的把握的前提下,才能高屋建瓴地提出對(duì)《線性代數(shù)》的最適宜的學(xué)習(xí)方法。對(duì)大多數(shù)高?!毒€性代數(shù)》課程的教學(xué)和期末考試而言,對(duì)思維深度的要求并不是很高。然而,線性代數(shù)涉及到行列式、矩陣、向量組、方程組等理論,各個(gè)理論獨(dú)立完善且互相之間也都有聯(lián)系,因此熟練地從一種理論敘述轉(zhuǎn)換到另一種理論敘述是學(xué)完本課程后所應(yīng)達(dá)到的對(duì)知識(shí)“學(xué)活學(xué)透”水平的一種體現(xiàn),這對(duì)思維的靈活性要求很高。而達(dá)到這一水平的前提,就是要對(duì)定義有熟練透徹的掌握。線性代數(shù)的學(xué)習(xí)方法,也應(yīng)當(dāng)是重視對(duì)基本定義的掌握。為了達(dá)到這一目的,要有必要的練習(xí)。這個(gè)學(xué)習(xí)方法,應(yīng)該跟學(xué)生們講解透徹。第四,在課堂上要增強(qiáng)學(xué)生們的參與意識(shí),要讓他們成為推動(dòng)課堂活動(dòng)往下進(jìn)展的主人,要讓他們的大腦活動(dòng)起來(lái)。例如,在消元法解二元線性方程組時(shí),可以讓學(xué)生們真正動(dòng)手去做,讓學(xué)生們親身體會(huì)消元的過(guò)程,讓他們自己去發(fā)現(xiàn)方程組的系數(shù)行列式出現(xiàn)的過(guò)程以及該行列式在方程組解的表達(dá)式中所處的位置。從而,使得行列式的引入不會(huì)顯得特別突兀,也為學(xué)生們對(duì)后續(xù)課程中克萊默法則的學(xué)習(xí)產(chǎn)生良好的鋪墊作用。通過(guò)構(gòu)造系數(shù)行列式以及通過(guò)用方程組的常數(shù)項(xiàng)來(lái)替代系數(shù)行列式的列向量來(lái)構(gòu)造行列式,通過(guò)此類行列式的比值來(lái)求解方程組是本節(jié)中的新的方法,應(yīng)努力使學(xué)生們對(duì)此種求解方法產(chǎn)生新的印象,看到行列式在求解方程組中的不可替代的作用,這一過(guò)程,也應(yīng)當(dāng)努力想辦法讓學(xué)生們最大限度地參與進(jìn)來(lái),充分利用好課上時(shí)間,讓他們學(xué)有所得。第五,要注意講解好二階和三階行列式的定義。二階與三階行列式雖然簡(jiǎn)單,但是它們畢竟是不同于以前的新的定義,從行列式的形式到它的內(nèi)容,都要讓學(xué)生們建立起完整的概念。形式上,二階行列式,就是兩行兩列的數(shù)表兩邊加上兩個(gè)豎線,內(nèi)容上,行列式是一個(gè)式子,對(duì)于數(shù)表中是已知數(shù)值的情況,行列式就是一個(gè)可以計(jì)算的數(shù)值。如果行列式中存在未知變量,那么行列式與一個(gè)數(shù)值的相等,就構(gòu)成了一個(gè)方程。事實(shí)上,行列式的定義也包含了它的求解方法,行列式的表達(dá)式中很容易看出來(lái)它的計(jì)算方法――對(duì)角線法則。首先要把主對(duì)角線和副對(duì)角線的概念給學(xué)生們講解清楚。對(duì)于行列式的表達(dá)式而言,每一個(gè)乘積項(xiàng)的元素都是由不同行不同列的元素所組成的,注意到這一點(diǎn),學(xué)生們就不會(huì)丟落元素,而能夠把行列式表達(dá)式完整準(zhǔn)確地表示出來(lái)。同時(shí)很重要的是,應(yīng)當(dāng)要強(qiáng)調(diào)對(duì)角線法則只適用于二階與三階行列式,對(duì)于高階行列式,對(duì)角線法則將不再成立。事實(shí)上,如果結(jié)合后續(xù)章節(jié)中關(guān)于行列式的嚴(yán)格定義的話,容易知道,這主要是由于行列式表達(dá)式中參與加減的各個(gè)乘積項(xiàng)都是且是所有的不同行不同列的元素的乘積,對(duì)角線法則中所確定各個(gè)乘積項(xiàng)的方法顯然不可能把所有的乘積項(xiàng)表達(dá)出來(lái),所以,對(duì)角線法則對(duì)于4階及更高階的行列式不再成立是有充分理論支撐的。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,《線性代數(shù)》課程序言部分的教學(xué)工作十分重要,它關(guān)系到學(xué)生們對(duì)線性代數(shù)整個(gè)這門(mén)課程的認(rèn)識(shí)問(wèn)題,關(guān)系到學(xué)生們學(xué)習(xí)的信心和學(xué)習(xí)的興趣的問(wèn)題。教學(xué)中應(yīng)未雨綢繆,細(xì)致地把握好現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生的心理狀態(tài),提前重點(diǎn)做好教學(xué)設(shè)計(jì),深入淺出地開(kāi)展講解,激發(fā)學(xué)生的信心與能動(dòng)性,為后續(xù)克萊默法則的教學(xué)打好直接的基礎(chǔ),也為《線性代數(shù)》教學(xué)開(kāi)一個(gè)好頭,為《線性代數(shù)》整體內(nèi)容的教學(xué)做好鋪墊。
參考文獻(xiàn)
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康浩(1987-),男,漢族,河北行唐人,河北師范大學(xué),講師,博士,研究方向:建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)相關(guān)課程教學(xué)。
第二篇:《線性代數(shù)》教學(xué)要求及教學(xué)要點(diǎn)
《線性代數(shù)》教學(xué)要求及教學(xué)要點(diǎn)
第一章
矩陣
【本章教學(xué)目的和要求】
1、理解矩陣的概念,熟練掌握矩陣的各種運(yùn)算以及運(yùn)算法則,熟悉幾種特殊的矩陣。
2、理解行列式的概念,熟悉行列式的性質(zhì),會(huì)用降階法計(jì)算行列式,掌握計(jì)算n階行列式的幾種常用技巧。
3、理解分塊矩陣的概念,會(huì)利用分塊矩陣進(jìn)行矩陣的運(yùn)算,了解兩類特殊的分塊矩陣。
4、理解可逆矩陣、逆矩陣的概念,了解矩陣可逆的充要條件;理解伴隨矩陣的概念,會(huì)用伴隨矩陣法求逆矩陣。
5、理解矩陣的初等變換以及初等矩陣的概念,了解矩陣的初等變換與初等矩陣之間的關(guān)系;掌握求逆矩陣的初等變換法,會(huì)用初等變換法解簡(jiǎn)單的矩陣方程。
6、理解矩陣的秩的概念,會(huì)求矩陣的秩,會(huì)做基本的證明題?!颈菊轮攸c(diǎn)、難點(diǎn)】
1、矩陣的各種運(yùn)算、運(yùn)算律。
2、矩陣可逆的條件,用伴隨矩陣法求逆矩陣。
3、矩陣的初等變換和初等矩陣之間的關(guān)系,用初等變換的方法求逆矩陣、解矩陣方程。
4、矩陣的秩的概念以及有關(guān)結(jié)論。
第一節(jié)
矩陣的概念
一、理解矩陣的概念。
二、熟悉幾種特殊的矩陣。
第二節(jié)
矩陣的運(yùn)算
一、掌握矩陣的線性運(yùn)算的定義,熟悉線性運(yùn)算滿足的運(yùn)算法則,會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
二、理解矩陣乘法的定義,了解矩陣可乘的條件;能熟練進(jìn)行矩陣的乘法運(yùn)算;熟悉矩陣乘法滿足的運(yùn)算法則,了解矩陣的乘法不滿足交換律和消去律,了解兩個(gè)矩陣可交換的定義并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
三、理解轉(zhuǎn)置矩陣的定義,熟悉矩陣轉(zhuǎn)置的運(yùn)算法則。
第三節(jié)
方陣的行列式
一、熟悉二階、三階、n階行列式的定義。
二、熟悉行列式的性質(zhì),知道矩陣乘積的行列式等于行列式的乘積、行列式某一行(列)與另一行(列)的對(duì)應(yīng)元素的代數(shù)余子式的乘積之和等于零等結(jié)論。
三、會(huì)用降階法計(jì)算行列式,掌握計(jì)算n階行列式的幾種常用技巧。
四、了解拉普拉斯定理。
第四節(jié)
矩陣的分塊
一、理解分塊矩陣的概念。
二、熟練掌握運(yùn)用分塊矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算的方法。
三、了解兩類特殊的分塊矩陣。
第五節(jié)
可逆矩陣
一、掌握可逆矩陣以及逆矩陣的概念。
(一)理解可逆矩陣和逆矩陣的定義。
(二)熟悉非奇異矩陣和奇異矩陣的定義。
(三)熟悉矩陣可逆的充要條件。
二、掌握伴隨矩陣的定義,會(huì)用伴隨矩陣法求逆矩陣。
三、熟悉逆矩陣的性質(zhì),掌握一些做證明題的技巧。
四、會(huì)用分塊矩陣的方法求逆矩陣。
第六節(jié)
矩陣的初等變換
一、熟悉矩陣的初等變換的定義,熟悉初等矩陣的定義和性質(zhì)。
二、熟悉矩陣的初等變換和初等矩陣之間的關(guān)系。
三、熟練掌握求逆矩陣的初等變換法。
四、會(huì)用初等變換法解簡(jiǎn)單的矩陣方程。
第七節(jié)
矩陣的秩
一、理解并掌握矩陣的秩的概念。
二、知道矩陣經(jīng)初等變換后秩不變。
三、會(huì)利用初等變換將矩陣化為階梯形矩陣,并求矩陣的秩。
第二章
線性方程組
【本章教學(xué)目的和要求】
1、熟練掌握克萊姆法則及其推論;掌握線性方程組的消元解法;掌握線性方程組有解的判定定理。
2、掌握n維向量、向量的線性運(yùn)算及運(yùn)算法則;理解n維向量空間以及子空間的概念。
3、理解向量的線性組合,向量組的線性相關(guān)與線性無(wú)關(guān)等概念。掌握判斷一個(gè)向量組是否線性相關(guān)的方法;熟悉有關(guān)向量組線性相關(guān)性的結(jié)論,掌握一些基本的證明方法。
4、理解向量組的極大線性無(wú)關(guān)組、向量組的秩的定義;理解矩陣的行秩和列秩的定義,了解矩陣的行秩、列秩和秩的關(guān)系;會(huì)求向量組的極大無(wú)關(guān)組并會(huì)用極大無(wú)關(guān)組線性表示其余向量;掌握一些基本的證明方法。
5、理解并掌握齊次線性方程組解的性質(zhì)、基礎(chǔ)解系的定義,會(huì)求齊次線性方程組的基礎(chǔ)解系,會(huì)用基礎(chǔ)解系表示齊次線性方程組的全部解;熟悉非齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu),會(huì)求非齊次線性方程組的全部解。
6、理解基的定義;熟練掌握向量的內(nèi)積及性質(zhì);掌握向量的長(zhǎng)度及性質(zhì);掌握向量的正交、單位向量、標(biāo)準(zhǔn)正交基等概念;熟練掌握施密特正交化方法;理解掌握正交矩陣的定義、性質(zhì)和有關(guān)結(jié)論。【本章重點(diǎn)、難點(diǎn)】
1、線性方程組的消元解法,線性方程組有解的判定定理。
2、向量的線性組合,向量組的線性相關(guān)與線性無(wú)關(guān),向量組的極大無(wú)關(guān)組和秩。
3、線性方程組解的結(jié)構(gòu)。
4、向量的內(nèi)積、長(zhǎng)度、正交,標(biāo)準(zhǔn)正交基;施密特正交化方法。
第一節(jié)
線性方程組
一、熟悉克萊姆法則的條件和結(jié)論;熟悉含有n個(gè)方程的n元齊次線性方程組僅有零解的條件。
二、會(huì)用對(duì)增廣矩陣施行初等行變換的方法解線性方程組。
三、熟練掌握線性方程組有解的判定定理,掌握齊次線性方程組有非零解的判定定理。
第二節(jié)
向量及其線性運(yùn)算
一、掌握n維向量的概念,掌握向量的線性運(yùn)算及運(yùn)算法則。
二、理解n維向量空間和子空間的概念。
第三節(jié)
向量間的線性關(guān)系
一、理解并掌握向量的線性組合、向量組的線性相關(guān)和線性無(wú)關(guān)的定義。
二、理解并掌握有關(guān)線性相關(guān)與線性組合的定理。
三、掌握判斷一個(gè)向量組是否線性相關(guān)的方法;掌握一些基本的證明方法。
第四節(jié)
向量組的秩
一、理解并掌握向量組的極大線性無(wú)關(guān)組、向量組的秩的定義。
二、理解矩陣的行秩和列秩的定義,了解矩陣的行秩、列秩和秩的關(guān)系;會(huì)求向量組的極大無(wú)關(guān)組并會(huì)用極大無(wú)關(guān)組線性表示其余向量。
三、掌握一些基本的證明方法。
第五節(jié)
線性方程組解的結(jié)構(gòu)
一、理解并掌握齊次線性方程組解的性質(zhì)、基礎(chǔ)解系的定義,熟練掌握求齊次線性方程組的基礎(chǔ)解系的方法,會(huì)用基礎(chǔ)解系表示齊次線性方程組的全部解。
二、熟悉非齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu),會(huì)求非齊次線性方程組的全部解。
第六節(jié)
Rn的標(biāo)準(zhǔn)正交基
一、理解基的定義;熟練掌握向量的內(nèi)積及性質(zhì);掌握向量的長(zhǎng)度及性質(zhì);掌握向量的正交、單位向量、標(biāo)準(zhǔn)正交基等概念。
二、熟練掌握施密特正交化方法。
三、理解掌握正交矩陣的定義、性質(zhì)和有關(guān)結(jié)論。
第三章
矩陣的特征值和特征向量
【本章教學(xué)目的和要求】
1、理解并掌握矩陣的特征值、特征向量的概念和性質(zhì),會(huì)求矩陣的特征值和特征向量。
2、理解并掌握矩陣的相似及性質(zhì);熟知矩陣可對(duì)角化的條件,會(huì)判斷一個(gè)矩陣是否可對(duì)角化;對(duì)于可對(duì)角化的矩陣A,會(huì)求可逆矩陣P,使得P-1AP為對(duì)角矩陣。
3、了解矩陣的若當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形。
4、了解實(shí)對(duì)稱矩陣的特征值和特征向量的性質(zhì);對(duì)一個(gè)實(shí)對(duì)稱矩陣A,會(huì)求正交矩陣Q,使得Q-1AQ為對(duì)角矩陣?!颈菊轮攸c(diǎn)、難點(diǎn)】
1、矩陣的特征值、特征向量的定義和計(jì)算。
2、矩陣可對(duì)角化的條件。
3、對(duì)可對(duì)角化的矩陣A,求可逆矩陣P,使得P-1AP為對(duì)角矩陣。
4、對(duì)一個(gè)實(shí)對(duì)稱矩陣A,求正交矩陣Q,使得Q-1AQ為對(duì)角矩陣。
第一節(jié)
矩陣的特征值和特征向量
一、理解并掌握矩陣的特征值、特征向量的概念。
二、理解特征矩陣、特征多項(xiàng)式的概念,會(huì)求矩陣的特征值和特征向量。
三、熟悉特征值和特征向量的性質(zhì),掌握基本的證明方法。
第二節(jié)
相似矩陣與矩陣可對(duì)角化的條件
一、理解并掌握矩陣的相似及性質(zhì);熟知矩陣可對(duì)角化的條件,會(huì)判斷一個(gè)矩陣是否可對(duì)角化。
二、三、對(duì)可對(duì)角化的矩陣A,會(huì)求可逆矩陣P,使得P-1AP為對(duì)角矩陣。了解矩陣的若當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形。
第三節(jié)
實(shí)對(duì)稱矩陣的特征值和特征向量
一、了解實(shí)對(duì)稱矩陣的特征值和特征向量的性質(zhì),理解關(guān)于實(shí)對(duì)稱矩陣一定可對(duì)角化的定理。
二、對(duì)一個(gè)實(shí)對(duì)稱矩陣A,會(huì)求正交矩陣Q,使得Q-1AQ為對(duì)角矩陣。
三、掌握基本的證明方法。
第四章
二次型
【本章教學(xué)目的和要求】
1、理解并掌握二次型的定義,二次型與對(duì)稱矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系;理解并掌握線性替換的定義以及矩陣合同的定義、性質(zhì);理解并掌握二次型經(jīng)過(guò)非退化線性替換后化為新的二次型
后,兩個(gè)二次型的矩陣之間的關(guān)系。
2、熟悉二次型的標(biāo)準(zhǔn)形、規(guī)范形、正、負(fù)慣性指數(shù)、符號(hào)差的定義;會(huì)用正交替換法、配方法、初等變換法將二次型化為標(biāo)準(zhǔn)形并寫(xiě)出所作的非退化線性替換;會(huì)用配方法、初等變換法將二次型化為規(guī)范形并寫(xiě)出所作的非退化線性替換。
3、理解并掌握二次型與對(duì)稱矩陣的正定、半正定、負(fù)定、半負(fù)定等概念,掌握二次型與對(duì)稱矩陣正定的充要條件,會(huì)判定二次型與對(duì)稱矩陣是否具有正定性或負(fù)定性?!颈菊轮攸c(diǎn)、難點(diǎn)】
1、二次型與對(duì)稱矩陣、非退化線性替換、矩陣合同等概念
2、用正交替換法、配方法、初等變換法將二次型化為標(biāo)準(zhǔn)形;用配方法、初等變換法將二次型化為規(guī)范形。
3、二次型與對(duì)稱矩陣的正定、半正定、負(fù)定、半負(fù)定,二次型與對(duì)稱矩陣正定的充要條件。
第一節(jié)
基本概念
一、理解并掌握二次型的定義,二次型與對(duì)稱矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
二、理解并掌握線性替換、非退化線性替換的定義以及矩陣合同的定義和性質(zhì)。
三、熟悉二次型經(jīng)過(guò)非退化線性替換化為新的二次型后,兩個(gè)二次型的矩陣之間的關(guān)系。
第二節(jié)
二次型的標(biāo)準(zhǔn)形與規(guī)范形
一、熟悉二次型的標(biāo)準(zhǔn)形的定義,會(huì)用正交替換法、配方法、初等變換法將二次型化為標(biāo)準(zhǔn)形并寫(xiě)出所作的非退化線性替換。
二、熟悉二次型的規(guī)范形、正、負(fù)慣性指數(shù)、符號(hào)差等概念;熟悉慣性定理,會(huì)用配方法、初等變換法將二次型化為規(guī)范形并寫(xiě)出所作的非退化線性替換。
第三節(jié)
二次型與對(duì)稱矩陣的有定性
一、理解并掌握正定二次型和正定矩陣的概念;理解可逆線性變換不改變二次型的正定性,掌握二次型與對(duì)稱矩陣正定的充要條件,會(huì)判定一個(gè)二次型或?qū)ΨQ矩陣是否具有正定性。
二、理解半正定、負(fù)定、半負(fù)定二次型與對(duì)稱矩陣的概念,會(huì)判定二次型或?qū)ΨQ矩陣是否具有負(fù)定性。
第三篇:線性代數(shù)考試要點(diǎn)
線性代數(shù)考試要點(diǎn):
1、行列式(要求只要是4階的行列式會(huì)求)
(1)會(huì)利用行列式的定義來(lái)計(jì)算行列式(包括逆序數(shù)的求法);
(2)會(huì)利用行列式的性質(zhì)來(lái)計(jì)算行列式;
(3)利用按行、列展開(kāi)公式來(lái)求解行列式,包括按行、列展開(kāi)公式的應(yīng)用。
(4)會(huì)利用克拉默法則的推論討論齊次線性方程組解的情況。
2、向量
(1)向量的基本運(yùn)算;
(2)會(huì)判別向量組的線性相關(guān)性,掌握向量組線性相關(guān)性的性質(zhì);(證明題與選擇題)
(3)會(huì)求出給定的一組向量組的極大線性無(wú)關(guān)組及其秩,并會(huì)應(yīng)用相應(yīng)的性質(zhì);(計(jì)算題)
(4)利用施密特正交化把一組線性無(wú)關(guān)的向量組化成標(biāo)準(zhǔn)正交組;
(5)會(huì)判別一個(gè)集合是否會(huì)向量空間。
3、矩陣
(1)會(huì)矩陣的基本運(yùn)算,掌握矩陣運(yùn)算中的性質(zhì);
(2)會(huì)求給定矩陣(3階)的逆矩陣;
(3)給定一個(gè)等式,會(huì)用逆矩陣的定義來(lái)判別一個(gè)矩陣是否可逆,并會(huì)求出其逆矩陣;
(4)掌握逆矩陣的性質(zhì);
(5)掌握矩陣的初等變換,初等矩陣及其應(yīng)用;
(6)會(huì)利用逆矩陣或矩陣的初等變換方法求解矩陣方程。
4、線性方程組
(1)會(huì)求解齊次線性方程組的基礎(chǔ)解系和非齊次線性方程組(不帶末知參數(shù)的)的一般解。
(2)定理4.1、4.2、4.5的應(yīng)用。(選擇題或判斷題)
(3)齊次線性方程組和非齊次線性方程組解的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)(主要是選擇題與判斷題)。
5、相似矩陣及二次型
(1)給定一個(gè)3階矩陣,會(huì)求出它的特征值與特征向量;
(2)給定一個(gè)3階矩陣,會(huì)求出它的相似矩陣P,使得PAP?B(對(duì)角陣);
(3)掌握特征值的性質(zhì);
(4)掌握相似矩陣的性質(zhì);
(5)掌握正交矩陣的性質(zhì);
(6)掌握矩陣可以對(duì)角化的幾個(gè)性質(zhì);
(7)給定一個(gè)二次型,會(huì)寫(xiě)出它所對(duì)應(yīng)的對(duì)稱矩陣;或者給定一個(gè)二次型,會(huì)寫(xiě)出它所對(duì)應(yīng)的二次型;(填空題)
(8)會(huì)用配方法化二次型為標(biāo)準(zhǔn)型。
以上給的要點(diǎn)是A、B兩份卷子的。此次題型分為判斷題(10分)、選擇題(15分)、填空題(15分)、簡(jiǎn)答題(60分),其中簡(jiǎn)答題中包括證明題。
此次的試卷出的題目很多來(lái)自書(shū)上和練習(xí)冊(cè),建議大定讓學(xué)生要多做一下練習(xí)題(包括例題)。?1
第四篇:線性代數(shù)復(fù)習(xí)要點(diǎn)
“線性代數(shù)”主要題型(以第三版的編號(hào)為準(zhǔn))
(注意:本復(fù)習(xí)要點(diǎn)所涉及的題目與考試無(wú)關(guān))
一、具體內(nèi)容
第一章、行列式:
1.1、四階或者五階行列式的計(jì)算。比如第1.3節(jié)例
3、例4,第四節(jié)的例3等。
1.2、n階含字母或數(shù)字的行列式的計(jì)算。比如第1.3節(jié)例8,第四節(jié)的例4。
1.3、一些特殊的齊次線性方程組有非零解的判斷。比如第1.5節(jié)例3。
第二章、矩陣。
2.1、矩陣的線性運(yùn)算、乘法運(yùn)算、轉(zhuǎn)置運(yùn)算、行列式運(yùn)算、逆運(yùn)算以及它們的運(yùn)算性質(zhì)。
2.2、矩陣方程的求解。比如第2.3節(jié)的例6,第2.5節(jié)的例7等等。
2.3、矩陣秩的計(jì)算。比如第2.6節(jié)例6等等
2.4、矩陣運(yùn)算的簡(jiǎn)單證明題目。比如第2.2節(jié)的例
12、例13,第2.3節(jié)例8等等。
第三章、線性方程組
3.1、向量的線性運(yùn)算。比如第3.2節(jié)的例1等等。
3.2、抽象的或n維向量線性相關(guān)性的證明。比如第3.3節(jié)的例
2、例
3、例4等等。
3.3、極大線性無(wú)關(guān)組的求解或證明。比如第3.4節(jié)的例
2、例3等等。
3.4、向量空間的基的計(jì)算或證明。比如第3.5節(jié)的例9等等。
3.5、線性方程的解的數(shù)量與結(jié)構(gòu)的討論。比如第3.1節(jié)的例4,第3.6節(jié)的例1等等。
第四章、矩陣的特征值
4.1、矩陣特征值、特征向量的計(jì)算。
4.2、矩陣特征值的性質(zhì)及簡(jiǎn)單應(yīng)用。比如第4.2節(jié)例6等等。
4.3、矩陣相似對(duì)角化的判斷。比如第4.3節(jié)的例4等等。
4.4、實(shí)對(duì)稱矩陣的相似對(duì)角化。比如第4.4節(jié)的例
1、例2等等。
第五章、二次型
5.1、用正交相似變換化二次型為標(biāo)準(zhǔn)型。比如第5.2節(jié)的例5等等。
5.2、正定矩陣的判別。比如第5.3的例4等等。
二、專業(yè)要求
1、非經(jīng)管類專業(yè)的同學(xué),最好掌握上述所有的內(nèi)容。
2、經(jīng)管類專業(yè)的同學(xué)的要求,相對(duì)要低一些:若是計(jì)算題目,計(jì)算量減少;若是證明題,證明難度降低;一般只有一道題目里面的參數(shù)需要討論。比如“1.1”里面最多要求計(jì)算四階行列式,“3.2”里面只要求n維向量線性相關(guān)性的證明,“5.2”不要等等。請(qǐng)相應(yīng)的上課老師注意把握。
第五篇:2012線性代數(shù)Ⅱ復(fù)習(xí)要點(diǎn)
《線性代數(shù)Ⅱ》復(fù)習(xí)要點(diǎn)
教材:工程數(shù)學(xué)《線性代數(shù)》第五版,同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系編
1、掌握行列式的相關(guān)性質(zhì)與計(jì)算
2、掌握行列式的按行按列展開(kāi)法則
3、掌握矩陣的各種運(yùn)算及性質(zhì),掌握分塊對(duì)角陣的行列式、逆矩陣的計(jì)算
4、掌握矩陣可逆的判定方法
5、掌握方陣A與A及伴隨矩陣A之間的關(guān)系,以及三者行列式之間的關(guān)系
6、掌握矩陣的初等變換及初等矩陣,掌握初等矩陣的性質(zhì)
7、掌握矩陣秩的定義及相關(guān)性質(zhì)
8、掌握矩陣方程的解法
9、掌握向量組線性相關(guān)無(wú)關(guān)的性質(zhì)
10、掌握向量組的秩的定義及相關(guān)性質(zhì),會(huì)求向量組的秩及最大無(wú)關(guān)組
11、掌握線性方程組是否有解的判別,會(huì)解線性方程組,例如解系數(shù)含參變量的線性方程組
12、掌握線性方程組解的結(jié)構(gòu),會(huì)利用方程組解的結(jié)構(gòu)寫(xiě)方程組的通解
13、掌握方陣的特征值與特征向量的定義及性質(zhì),會(huì)求方陣的特征值、特征向量
參考例題和習(xí)題:
第21頁(yè)例13,第25頁(yè)例16,第26頁(yè)6題(2,3),第27頁(yè)8題(2),第28頁(yè)9題,第41頁(yè)例9,第44頁(yè)例10,第50頁(yè)例16,第54頁(yè)4題,第54頁(yè)5題,第55頁(yè)14題,第56頁(yè)15題,第56頁(yè)24題,第56頁(yè)26題,第65頁(yè)例3,第75頁(yè)例13,第78頁(yè)6題,第79頁(yè)12題,第80頁(yè)16題,第80頁(yè)18題,第90頁(yè)例7,第107頁(yè)5,第109頁(yè)27題,第110頁(yè)32題,第118頁(yè)例5,第119頁(yè)例7,第120頁(yè)例8,第134頁(yè)6題,第135頁(yè)7題,?1?