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课程评价
spContent=线性代数主要研究线性关系,用矩阵处理数据,用变换关联核心运算,用秩体现重要信息量,用基构建空间,用特征值体现几何特性等,进而可处理许多实际问题,如线性规划、电路设计、信息隐藏、计算机图像处理等技术. 通过本课程的学习,可为后继课程的学习打下必备的代数基础知识.
—— 课程团队
课程概述

《线性代数》主要研究线性关系,是理、工、金融等诸学科的一门重要的基础理论课程,是很多后续课程的基础,并具有广泛的应用前景,可以将理论、计算和应用融合在一起,为各个学科领域提供通用的分析问题与解决问题的方法.

本课程特色

1.以线性方程组为主线,简单易懂,自然引入后续概念。从二元和三元线性方程组的消元法出发,引入最重要的工具——矩阵的初等变换和矩阵的秩,去抽象,由浅入深,讲授线性方程组的消元法、矩阵的初等变换、线性方程组的解的判定定理、矩阵及其运算、行列式、向量组的线性相关性、矩阵的相似对角化和二次型、简单实际应用问题的转化等。

2. 课程视频主题明确,短小精悍。每个视频一个知识点、一种解法、一类证明、一题多解、应用案例、总结对比或综合计算,可支持“哪里不懂点哪里”。还可通过案例导入了解课程后续应用。整个课程直观、生动,更易接受。

课程主题讨论包含计算、应用、拓展阅读等细节,有助于深刻理解概念,夯实计算过程及其应用范围。

3.课程内容安排

第一章:以解线性方程组为主线,重点保持解线性方程组过程中“解”不变!(可承接初高中知识) 

第二章:以计算行列式为主线,重点保持计算过程“数”不变! 

第三章:以矩阵乘法和矩阵的初等变换为主线,建立第一、二、三章的关联; 

第四章:以向量组的线性相关性为主线,讨论最大无关组,线性方程组解的结构,向量空间;

第五章:以特征值和特征向量为主线,讨论方阵相似对角化的判定条件、计算和应用;

第六章:以二次型的标准形为主线,讨论合同矩阵的计算、化标准形的方法、二次型的不定性.

注:较为抽象的计算或证明有标注,作为自由选学内容或辅修内容。

4.课程荣誉

(1)福建省精品在线开放课程

(2)福建省一流线上课程

(3)福建省线上线下混合式一流课程

(4)华侨大学精品在线开放课程

(5)华侨大学百门优质课程

 

5.课程适合群体

(1)具有初高中数学知识;

(2)需要学习先修课程的人群;

(3)需要学习提升或答疑解惑的在校学生和考研人群;

(4)对数学感兴趣的人群;


授课目标

    1.了解线性代数的起源、理论发展及基本应用,具备基本代数素养;

    2. 掌握线性代数的基本要求、基本思想、基本理论和基本计算方法;

    3. 了解线性代数在后续课程中的应用;

    4. 学会应用线性代数分析问题,对简单的实际问题进行转化;


课程大纲
预备知识

会加法和乘法运算

会解二元一次方程组

初高中数学知识

参考资料

1.谢小贤主编,李鸿萍,黄哲煌副主编 .2019.7. 线性代数.清华大学出版社

2.同济大学数学系.2014.线性代数.7版.高等教育出版社.

3.同济大学数学系.2014.线性代数学习辅导与习题选解.高等教育出版社.

4.陈建龙,周建华,张小向,韩瑞珠,周后型.2016.线性代数(第二版).北科学出版社.

5.罗从文主编.2016.线性代数教程(第三版).科学出版社.

6.林亚南 编著.2013.高等代数. 北京:高等教育出版社.

7.David C.Lay著.刘深泉,洪毅等译.2005.线性代数及其应用.北京:机械工业出版社.


常见问题

同学们在学习过程中有任何建议或疑问,可以通过MOOC讨论区,反馈给我们,我们将不断调整完善,以帮助同学们更加顺利地开展学习。


Q1:矩阵与行列式的联系与区别?

A1:可参考综合视频 3.23.

       这个问题 解决了,可以事半功倍哦~~~~~


Q2:化行阶梯形矩阵,化行最简形矩阵,化标准形矩阵与解线性方程组的关系?

A2:化行阶梯形矩阵的过程相当于解线性方程组的消元过程,使用初等行变换;

       化行最简形矩阵的过程相当于解线性方程组的消元过程和回代过程,使用初等行变换;

       化标准形矩阵的过程与解线性方程组无关,可以使用初等行变换和初等列变换;

       可参考视频 1.8, 1.9,  1.10 

   

       另注 这三种解题过程都可以用来讨论计算矩阵的秩,可参考视频 1.11


      重点难点是:何时化简至行阶梯形?何时化简至行最简形?何时化简至标准形?


Q3:关于含参数的线性方程组的解的情况,应如何讨论参数的取值范围?

A3:常用的方法有两种,可参考视频 1.14,视频 2.20,  2.21

       重点是:从哪里入手??? 还需 不重不漏地讨论参数的各种取值情形!!


Q4:如何利用行列式的性质及分块矩阵思想计算抽象行列式?

A4:可参考综合视频 3.24.

       这个思想会一直用到第四章向量组。。。


Q5:求逆矩阵的计算方法有哪些?

A5:求逆矩阵的计算方法有5种,可参考视频 3.17,  3.18, 3.19,   3.20,   3.27

        

       可以比较各种方法的优劣及其适用范围!!!对比学习!!


Q6:解矩阵方程的方法有哪些?

A6:常用的方法有两种,可参考视频 3.22,   3.28


        需特别注意:可逆矩阵的位置!!!左乘或右乘 是不一样哦~~~~~~



Q7:找可逆矩阵,使实对称矩阵相似对角化,或找正交矩阵,使实对称矩阵相似对角化,

       这两个过程一样吗?

A7:不一样。因为正交矩阵一定是可逆矩阵,但反之不成立。可参考视频 5.13,   5.16


      特别地,找正交矩阵  使实对称矩阵相似对角化,

     这一过程和第六章 用正交变换法(正交矩阵法)使实对称矩阵合同对角化,有关系哦~~~



Q8:把二次型化为标准形,有几种方法?

A8:有3种方法,可参考视频 6.5,  6.6,  6.7,


       注意它们的联系与区别:比如标准形是否唯一,或正、负惯性指数的关系,或标准形的系数的含义等多方面进行考察!



欢迎加入讨论!!

祝学习愉快!!!


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课程团队