本书是华中科技大学数学与统计学院编写的《线性代数(第四版)》,根据“工科类本科数学基础课程教学基本要求”,并考虑到不同层次学生、不同学时课程的实际需要编写而成。全书共七章,内容包括行列式、矩阵、n维向量空间、线性方程组、相似矩阵、二次型、线性空间与线性变换,书末附有部分习题答案。本次修订对部分章节的内容做了增加、调整和修改,并在书中补充了大量的练习与思考,增加与教材内容相配套的线性代数数学实验作为本书逻辑严谨、论述清晰、题目丰富、实用性强,可作为高等学校理工科各专业线性代数课程的教材,也可供科技工作者参考。
《线性代数(第4版)》继承了华中科技大学数学与统计学院编写的《线性代数》教材前三版的体系与框架,根据教学实践,并考虑到不同层次学生、不同学时课程的实际需要,结合科技的进步和教学的发展修订而成。
《线性代数(第4版)》共七章,内容包括行列式、矩阵、n维向量空间、线性方程组、相似矩阵、二次型、线性空间与线性变换,书末附有部分习题答案。本次修订在第三版的基础上,增加、调整和修改了部分章节的内容,并补充了每节练习与思考,增加了与教材内容相配套的线性代数数学实验。
《线性代数(第4版)》逻辑严谨、概念准确;论述清晰、表述简洁;题目丰富、实用性强,可作为高等学校理工科各专业线性代数课程的教材,也可供科技工作者或其他读者自学参考。
本书第四版保持了第三版的基本内容框架,并在其基础上,根据教学实践和应用中存在的问题和反馈意见做了全面的修订,内容符合“工科类本科数学基础课程教学基本要求”。
修订的主要内容如下:
1.在第一章增加了Laplace定理及其相关内容;
2.在第三章修改了向量与矩阵的相关内容,强调了矩阵方法在向量研究中的应用;
3.在第四章增加了2x2型与3x3型线性方程组的解的概念的几何图形直观,修订了Gauss消元法,在线性方程组的求解方法中突出了向量方法和矩阵方法的应用;
4.第五章从特征值和特征向量问题切入,修改了相关内容的引入与展开;增加了一节以系统地给出对称矩阵相似对角化的相关内容;
5.在第六章增加了二维和三维几何空间中的二次型及其化简问题的几何描述,以增强问题的几何直观背景和应用性;
6.根据教学实践和线性代数应用的发展,调整、更新了部分例题和习题,完善了每节后的练习与思考。
在互联网平台和计算机等教学辅助设施迅速发展的背景之下,第四版增加了与本教材配套的线性代数数学实验作为线性代数课程学习和应用的辅助资源,内容包括“矩阵及其运算”“向量和线性方程组”“矩阵的特征值和特征向量”“二次型问题”等四个单元,旨在为具有计算机操作条件的读者提供实验方法指导,结合具有现代科技发展实际背景的应用问题,使读者学习、掌握使用常用的计算软件MATLAB求解线性代数问题的方法和技巧。读者可在与教材配套的数字课程网站学习此内容。
本书内容包括行列式、矩阵、n维向量空间、线性方程组、相似矩阵、二次型、线性空间与线性变换等七章。第一、二、六、七章的修订工作由刘先忠完成;第三、四、五章的修订工作由杨明完成。线性代数数学实验由杨明编写。
在本书的修订过程中,华中科技大学数学与统计学院的各位任课教师提供了宝贵意见,高等教育出版社给予了大力支持,在此一并表示感谢。
本书虽经多年的教学实践打磨,但不足之处在所难免,尚祈读者不吝指正。
第一章 行列式
§1.1 行列式的定义
§1.2 行列式的性质与计算
§1.3 Cramer法则
习题一
第二章 矩阵
§2.1 矩阵的概念
§2.2 矩阵的运算
§2.3 可逆矩阵
§2.4 分块矩阵
§2.5 初等变换与初等矩阵
§2.6 矩阵的秩
习题二
第三章 n维向量空间
§3.1 n维向量的定义
§3.2 n维向量的线性运算
§3.3 向量组的线性相关性
§3.4 向量组的极大线性无关组
§3.5 向量空间
§3.6 欧氏空间Rn
习题三
第四章 线性方程组
§4.1 线性方程组的基本概念
§4.2 求解线性方程组的Gauss消元法
§4.3 齐次线性方程组解的结构
§4.4 非齐次线性方程组解的结构
习题四
第五章 相似矩阵
§5.1 方阵的特征值和特征向量
§5.2 矩阵的相似对角化
§5.3 对称矩阵的相似对角化
§5.4 Jordan标准形介绍
习题五
第六章 二次型
§6.1 二次型及其矩阵表示
§6.2 二次型的标准形
§6.3 用正交变换化二次型为标准形
§6.4 二次型的正定性
习题六
第七章 线性空间与线性变换
§7.1 线性空间的概念
§7.2 线性空间的基、维数和坐标
§7.3 线性变换
§7.4 线性变换在不同基下的矩阵
习题七
部分习题答案