本课程内容包括:多项式、行列式、线性方程组、矩阵、二次型、线性空间、线性变换、λ-矩阵、内积空间等。对基础知识进行梳理,对基本方法和技巧进行提炼和拓宽,并适当介绍线性代数理论的进一步的相关知识,以拓宽知识面,为进一步学习相关后继课程打下基础,并培养学习者具备一定的数学研究能力。
《高等代数选讲》是《高等代数》课程内容的进一步加深与提高,以帮助学生掌握系统的代数理论和代数方法,并帮助考研学生进一步了解高等代数的相关结果和方法。
大纲内容与基本要求
第一章 多项式
1.1 数域P上一元多项式环
1.2 整除、互素、最大公因式
1.3 因式分解理论
1.4 多项式的根
教学要求:
理解多项式的有关定义、性质; 掌握多项式的整除最大公因式、重因式,多项式的因式分解定理及内容; 掌握复数域、定义域,有理数域上多项式的因式分解理论。
第二章 行列式
2.1 行列式的定义和性质
2.2行列式计算的一般方法
2.3 典型行列式
2.4 分块矩阵的行列式
教学要求:
掌握行列式的定义性质及行列式的计算及应用。
第三章 线性方程组
3.1 线性方程组的基本内容
3.2 向量组的线性相关性
3.3 线性方程组的解
教学要求:
掌握线性方程组的高斯消元法、线性方程组的有解判别定理、解的性质与结构,向量组的线性相关性理论等内容。
第四章 矩阵
4.1 矩阵的基本概念及运算
4.2 矩阵的秩与矩阵的满秩分解
4.3 矩阵的分解
4.4 矩阵的逆与广义逆
4.5 矩阵的特征值、特征向量
教学要求:
掌握矩阵的定义、运算及性质,方阵的逆, 初等矩阵及分块矩阵、矩阵方程与矩阵的三角分解的理论及应用。
第五章 二次型
5.1 二次型的定义及表示形式
5.2 标准形与规范形
5.3 正定二次型
教学要求:
掌握二次型的概念及表示形式,二次型的标准形及唯一性理论; 掌握正定二次型的定义及等价刻划条件。
第六章 线性空间
6.1 线性空间的定义及简单性质
6.2 线性空间的基与维数
6.3 线性空间的子空间和线性空间的同构
教学要求:
掌握线性空间的定义及性质,维数、基与坐标及基变换与坐标变换理论,理解并掌握子空间及其交与和、直和的性质。掌握商空间、线性空间同构的充要条件。
第七章 线性变换
7.1 线性变换及其矩阵
7.2 线性变换的特征值与特征向量及对角化
7.3 值域、核与不变子空间
教学要求:
理解线性变换的定义、运算及其矩阵的有关知识,掌握相似矩阵的分类,对角化的条件,特征多项式与最小多项式;掌握线性变换的对角化的理论及线性变换的值域与核及不变子空间。
第八章 λ-矩阵
8.1 λ-矩阵的定义及标准形
8.2 矩阵相似的条件及相似标准形
教学要求:
掌握λ-矩阵及其标准形概念及λ-矩阵不变因子、行列式因子、初等因子的概念及性质; 了解矩阵相似的条件及若当标准形的理论推导。
第九章 欧氏空间
9.1 欧几里得空间的定义及基本性质
9.2 标准正交基
9.3 子空间、正交补与同构
9.4 正交变换与正交矩阵
9.5 对称变换与对称矩阵
教学要求:
了解内积空间的定义及性质; 掌握标准正交基底的条件,施密特正交化,满秩阵的正交三角分解的概念及性质,内积空间的同构及充要条件及子空间的相关概念及性质;掌握正交变换的定义及性质及等价刻划条件; 掌握实对称矩阵的标准形。
需要学习者预先掌握北京大学《高等代数》(第四版)课程的基本内容,包括多项式、行列式、线性方程组、矩阵、二次型、线性空间、线性变换、λ-矩阵、内积空间等。
[1] 朱世平,郭曙光,张勇,高等代数选讲,南京:南京大学出版社,2016.
[2] 北京大学数学系几何与代数教研室代数小组,《高等代数》(第四版),北京,高等教育出版社,2013.
[3] 丘维声,《高等代数》(上下册),大学高等代数课程创新教材,北京:清华大学出版社,2010.
[4] 陈利国,高等代数选讲,徐州:中国矿业大学出版社, 2002.
[5] 王正文,高等代数分析与研究,山东:山东大学出版社,1994.
[6] David C. Lay, Stenen R. Lay, Judi J. Macdonald, Linear Algebra and Its Applications (5ed), London, Pearson, 2014.