本书根据安徽省应用型本科高校联盟对应用型本科教育教学基础教材的编写要求编写,全书贯穿着“问题驱动”“案例教学”“注重数学的思想方法、淡化严谨的数学理论”的应用型本科公共数学课程的教学理念,力求内容陈述自然直观,语言叙述通俗易懂。本书以“初等变换”为主要工具,介绍了矩阵、线性方程组、向量空间、行列式、矩阵的等价、相似与合同等,结合应用实例,重点揭示这些数学内容中所蕴含的数学思想方法。再版增加了教学上的新的理念和内容,并对习题进行精化,多数来自于实际应用的问题。本书适合应用型本科高校理工、经管类专业选作教材使用。
本书更好地贯彻了以“问题驱动”建构课程体系的基本思想,坚持了通过“实际案例(问题)”引入“抽象概念”,把“初等变换”作为“基本算法”,用“问题”和“问题解决”贯穿课程内容的理念.在此基础上,本次修订的重点体现在以下几个方面:
(1)调整了若干章节的内容
例如,先讲授矩阵的初等行变换和标准形,再引入可逆矩阵的概念和矩阵逆的求法;介绍了矩阵的运算及其性质之后,再介绍矩阵的分块技术;在不影响课程知识体系的严谨要求的基础上,减少了相应“数学理论”的推演过程,将关于“向量空间”的6节内容压缩为4节内容,把关于“行列式”的3节内容压缩为2节内容.
(2)直截了当地将MATLAB作为线性代数课程的基本计算工具引入教材
MATLAB在解决线性代数的相关计算问题时,有着“不可替代的工具”的作用.线性代数的课程教学,不应该排斥现代计算工具.在不增加教学内容和MATLAB“零基础”的前提下,通过具体实例演示,引入了“矩阵在初等行变换下的标准形”“矩阵的求逆”“基础解系”“行列式”“特征值和特征向量”等MATLAB的运算函数,学生只要重复教材中的演示过程,就能初步掌握常用的基本算法,并在MATLAB的命令窗口中实现相应的运算.
(3)利用初等行变换下方阵化得到的三角形矩阵,定义方阵的行列式
将方阵的某一行的倍数加到另一行,可以把方阵化成三角形矩阵.所得三角形矩阵的对角元素的乘积定义为方阵的行列式.
(4)用“知识点”的形式建构章节的知识体系,更便于理解和掌握章节内容
例如,将“矩阵的关系和运算”一节的相关知识,划分为“矩阵的相等”“矩阵的加法”等8个知识点;将“矩阵的逆”一节的知识,划分为“初等矩阵都是可逆矩阵”“可逆矩阵的逆矩阵是唯一的”等10个知识点,等等.
本书凝聚了作者从事线性代数课程教学三十余年的经验,也反映了作者对线性代数课程知识体系的理解.与本书配套的电子教案、各章节的习题和练习的详细解答等教学材料,可以扫描书中和书后的二维码获取,
作者衷心感谢中国科学技术大学出版社为本书的出版付出的辛勤劳动!衷心感谢对本书的修订提出宝贵意见和建议的各位老师!
本书是安徽省省级公共数学教学团队项目(2016jxtd122)的建设成果之一.
宁群,宿州学院教授,数学与统计学院院长。现主要从事数学专业基础课程《高等代数》和专业课程《近世代数》的教学工作,目前主要的科研方向是矩阵代数及其表示、半群代数理论。曾先后主持安徽省教育厅自然科学研究项目、安徽省教育厅自然科学研究项目和安徽省教育厅教研项目多项。
总序
第2版前言
前言
第1章 矩阵及其运算
1.1 引例
1.2 矩阵的关系和运算
1.3 初等行变换、初等矩阵以及标准阶梯形
1.4 矩阵的逆
习题1
第2章 线性方程组
2.1 一般线性方程组
2.2 线性方程组的高斯消元法
2.3 线性方程组解的情形及其判别准则
习题2
第3章 n维向量空间
3.1 线性方程组的向量组合表示
3.2 向量组的线性相关性及其判定
3.3 向量组的秩
3.4 线性方程组解的结构
习题3
第4章 行列式
4.1 n阶方阵的行列式
4.2 行列式的展开定理
习题4
第5章 矩阵的等价、相似与合同
5.1 矩阵的等价
5.2 矩阵的相似
5.3 矩阵的合同
5.4 二次型
习题5
应用题
参考文献