线性代数五讲

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出版者:科学出版社
作者:龚昇 编著
出品人:
页数:108
译者:
出版时间:2005-2
价格:15.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030140326
丛书系列:中国科学技术大学数学教学丛书
图书标签:
  • 数学
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  • 龚昇
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具体描述

本书从现代数学,尤其是模的观点来重新审视与认识线性代数,讨论了向量空间、线性变换,在着重研究了主理想整环上的模及其分解后,来重新理解向量空间在线性算子作用下的分解,使读者从高-个层次上来认识线性代数。

本书适合理工科专业的大学生、研究生、教师以及数学爱好者使用。

《线性代数五讲》:洞悉数学之美,解锁逻辑之钥 线性代数,作为现代数学的基石之一,以其简洁的语言和强大的抽象能力,贯穿了科学、工程、经济、计算机科学等众多领域。它不仅仅是枯燥的数字和符号的游戏,更是一种观察和理解世界的重要视角,一种解决复杂问题的强大工具。本书《线性代数五讲》,旨在带领读者深入领略线性代数的核心思想,解锁其背后蕴含的数学之美与逻辑之精髓,并非详尽梳理所有概念,而是聚焦于几个关键的切入点,以期达到“五讲”点拨、触类旁通的效果。 第一讲:向量空间——世界的坐标系与变革的舞台 想象一下,我们如何描述和丈量世界?向量空间为我们提供了一个普适性的框架。从几何上的箭头到代数上的数组,向量是描述方向和大小的基本单元。本书的第一讲将从向量的线性组合、线性无关、基与维数等基本概念入手,揭示向量空间如何构成一个丰富而有序的数学世界。我们将探讨不同类型的向量空间,例如实数空间、多项式空间,甚至函数空间,理解它们在不同领域的应用。更重要的是,我们将学习如何通过选择合适的基,将复杂的向量关系以最简洁、最清晰的方式呈现出来,这如同为纷繁复杂的世界找到了最合适的坐标系,为后续的分析奠定坚实基础。 第二讲:线性映射——空间中的变换与对称 当我们将一个向量空间中的元素映射到另一个向量空间时,我们实际上是在描述一种“变换”。线性映射,顾名思义,就是那些保持向量加法和标量乘法运算的特殊变换。本书第二讲将聚焦于线性映射的本质,通过矩阵来具体刻画这些变换。我们将深入理解矩阵乘法的几何意义,例如旋转、缩放、剪切等,以及它们如何组合实现更复杂的空间变形。同时,我们将探讨线性映射的核(kernel)与像(image),理解它们如何揭示变换的“压缩”与“延展”的特性。通过对线性映射的深入理解,我们能更好地分析和控制各种数学模型中的变化过程。 第三讲:行列式与迹——矩阵的内蕴属性与性质 每一个方阵都拥有一些独特的“内蕴属性”,它们不依赖于基的选择,而是直接反映了矩阵本身的性质。本书第三讲将重点介绍两个重要的内蕴属性——行列式(determinant)和迹(trace)。我们将通过几何和代数的角度,理解行列式是如何衡量线性变换对空间体积的缩放比例,以及它在判断矩阵是否可逆、解线性方程组时扮演的关键角色。而迹,作为对角线元素之和,虽然直观上不如行列式那样具有明显的几何意义,但它在许多代数恒等式和表示论中都展现出惊人的重要性。我们将学习如何计算和利用这些属性,为理解矩阵的深层含义提供线索。 第四讲:特征值与特征向量——探寻变换的“不变方向” 在线性代数的世界里,存在一些特殊的向量,它们在经过线性变换后,方向不变,仅仅被拉伸或压缩。这些向量被称为特征向量,而与之相对应的拉伸或压缩的比例,则被称为特征值。本书第四讲将把目光投向这些“不变方向”。我们将学习如何求解特征值和特征向量,并理解它们如何揭示线性变换的核心“行为模式”。特征值和特征向量在稳定性分析、主成分分析、量子力学等众多领域都扮演着至关重要的角色,它们能够帮助我们从纷繁复杂的变换中提取出最本质、最稳定的信息。 第五讲:线性方程组的解法与存在性——数学建模的基石 现实世界中的许多问题,都可以抽象为一系列线性方程组。无论是电路分析、结构力学,还是经济模型,理解线性方程组的解法及其存在性,是进行有效数学建模的关键。本书的第五讲将回归到线性代数的应用根源,系统梳理求解线性方程组的各种方法,如高斯消元法、LU分解等,并探讨它们在数值计算上的优缺点。更重要的是,我们将从向量空间的角度,深入理解线性方程组解的存在性和唯一性条件,即通过秩(rank)的概念来分析方程组的结构。掌握了这一点,我们就拥有了解决实际问题的强大武器,能够有效地分析和预测各种系统行为。 《线性代数五讲》并非一本包罗万象的教科书,而是精选了五个核心且富有启发性的主题,旨在通过对这些主题的深入讲解,帮助读者建立起对线性代数宏观的认知框架,培养严谨的数学思维能力,并激发进一步探索的兴趣。这本书将带领你穿越抽象的数学语言,触摸现实世界的规律,让你在享受数学之美的同时,获得解决问题的利器。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在解释数学概念时,展现出一种独特的“反思性”。作者不仅仅是告诉你“是什么”,更会引导你去思考“为什么是这样”。例如,在讲解“行列式”时,他可能会先探讨不同表示方法(代数、几何)的优缺点,然后解释为什么行列式能够代表线性变换的“尺度”或者“方向性”改变,以及这个性质在解决实际问题中的意义。这种“溯源”和“追问”式的讲解,让我觉得是在与一位经验丰富的数学家进行思想交流,而不是在被动地接受知识。我尤其欣赏的是,作者在处理一些容易引起混淆的概念时(比如“线性无关”和“矩阵的秩”),会非常细致地对比它们的异同,并通过不同的例子来加深理解。这种对细节的关注和对概念的深入剖析,对于真正掌握线性代数是至关重要的。

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这本书的选材和内容的组织,给我一种“恰到好处”的感觉。它没有像某些超纲的教材那样,一开始就引入过于复杂的概念,也没有像一些入门书籍那样,为了简化而牺牲掉一些核心的思想。作者似乎非常懂得如何把握“深度”与“广度”的平衡。在讲解基础概念时,它足够详尽,能够帮助我打下坚实的基础;而在引入更复杂的理论时,它又能够点到为止,引发我的进一步思考,而不是将我淹没在技术细节中。我特别看重的是,作者在选择例子和应用场景时,似乎都经过了深思熟虑,它们不仅能够有效地说明数学概念,而且本身也具有一定的启发性,能够让我看到线性代数在更广阔的领域中的价值。

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我一直觉得,数学的美感很大程度上体现在其概念的严谨性和推导的逻辑性上。而这本书,在我初步翻阅之后,似乎给了我这种惊喜。作者在解释诸如向量空间、线性无关、基、维度这些 foundational 的概念时,没有仅仅停留于定义本身,而是花了相当大的篇幅去探讨这些概念的“意义”和“联系”。例如,在讲到线性无关性时,他会反复强调它与“信息冗余”或者“基本构件”之间的关联,并通过一些几何上的可视化例子来帮助理解,而不是简单地用一个判别式就草草了事。这种对概念的“深度挖掘”是我非常看重的。有些教材会把很多证明写得很“干”,只有关键步骤,而这本书似乎更倾向于提供一个相对完整、易于跟随的推导过程,虽然这可能会增加篇幅,但对于我这种需要“看清楚每一步”的读者来说,却是至关重要的。我尤其喜欢作者在引入一些比较复杂的定理(比如秩-零化度定理)时,会先从一些特殊情况或者更简单的例子入手,逐步引导读者建立起对普遍性结论的认识,而不是一上来就抛出最抽象的表述。这种“由简入繁”的教学思路,能够有效地降低学习的门槛,让我觉得即使是高阶的概念,也并非遥不可及。

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这本书的叙事方式,可以说是一种“循序渐进”的艺术。它不会在你尚未准备好理解复杂的概念时,就突然抛出大量抽象的符号和定义。相反,作者会精心设计每一个“章节”的 Übergang(过渡),确保读者能够平稳地从一个概念过渡到下一个概念。我感觉自己像是在沿着一条精心铺设的小路前行,每一步都有清晰的指引,并且在关键的节点,会有一些“风景”的呈现,让我能够欣赏到线性代数的美妙之处。这种“平滑”的学习曲线,对于我这种不希望在学习过程中遇到太多“断崖式”的难度提升的读者来说,是非常宝贵的。它让我在享受学习乐趣的同时,也能逐步建立起对线性代数完整而深刻的理解。

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这本书的排版和视觉呈现,虽然不是我评价一本学术著作的首要标准,但却绝对是一个加分项,尤其对于需要大量阅读和理解数学符号的读者来说。书的字体选择清晰易读,即使是在处理那些密集的公式和推导时,也不会造成视觉疲劳。更重要的是,作者在公式的编写和对齐上做得非常规范,每一个符号、每一个索引都清晰明确,这对于我这种需要仔细辨认每一个细节的学生来说,是极大的帮助。而且,书中穿插的一些图示和几何解释,并不是简单的插图,而是经过精心设计的,能够非常直观地辅助理解抽象的概念。比如,在讲解向量的线性组合时,书中提供的三维空间示意图,能够非常清晰地展示出向量的“生成”过程。这种“可视化”的教学手段,能够有效地弥补纯文字描述的不足,让我在脑海中建立起清晰的数学图像。

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作为一名希望深入理解线性代数的读者,我最看重的是教材能否帮助我建立起清晰的“全局观”。线性代数是一个体系庞大的学科,各个概念之间相互关联,如果不能建立起整体的认知框架,很容易在细节中迷失。这本书的“五讲”结构,恰恰给了我这种全局性的指引。通过这五讲的划分,我能够初步勾勒出线性代数的核心脉络:从基础的向量和矩阵,到线性方程组的求解,再到向量空间和线性变换,最后可能涉及特征值等更深层次的概念。这种结构化的呈现,让我在学习过程中,始终清楚自己所处的位置,以及当前学习的内容与整个知识体系的关联。它不仅仅是一本介绍知识的书,更像是一个精心设计的学习路径图,指引我一步步深入理解线性代数的精髓。

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我深信,学习数学最重要的一点,就是理解其“本质”,而不是仅仅记住一些孤立的公式和算法。这本书在这一点上,给我留下了深刻的印象。作者在讲解每一个重要概念时,都会尝试去追溯其“起源”或者“思想”。例如,在解释“矩阵”这个概念时,他并没有直接给出多种形式的定义,而是从“系统”的角度出发,将矩阵看作是描述变量之间线性关系的“代码”或者“映射”。这种从“意义”出发的讲解方式,让我觉得自己在学习的不仅仅是符号和规则,而是在理解一种数学“语言”和一种解决问题的方法论。他会反复强调,不同的数学视角和表示方法,可能揭示出同一数学对象的不同侧面,而理解这些侧面之间的联系,是掌握该知识点的关键。

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这本书的语言风格,给我的第一印象是“亲切”与“专业”的巧妙融合。很多数学书籍,尤其是教材,往往语言过于正式和刻板,读起来容易让人产生疏离感。但这本书的作者,似乎是一位非常懂得如何与读者“沟通”的老师。他在解释一些关键概念时,会使用一些比喻或者类比,将抽象的数学语言翻译成更容易理解的“日常语言”。比如,他可能会用“家庭成员之间互相影响”来类比向量之间的线性组合,或者用“不同语言之间的翻译”来比喻矩阵乘法的意义。这些生动的类比,虽然不一定能完全替代严格的数学定义,但却能极大地帮助我建立起对概念的直观感受,使得后续的学习更加顺畅。而且,我注意到作者在行文中,会时不时地插入一些“思考题”或者“引导性问题”,这些问题不是用来考察知识点的,而是鼓励读者主动去思考、去探索,去理解“为什么是这样”。这种互动式的写作方式,让我感觉自己不是在被动地接受信息,而是在参与一个学习的过程。

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这本书的封面设计就相当有吸引力,那种沉静而专业的视觉风格,让我一眼就觉得这是本值得认真对待的学术著作。拿到手中,纸张的触感也相当好,不是那种过于光滑容易留下指纹的类型,而是带着一点点温润的质感,翻页的时候也不会觉得生涩。虽然我还没有深入到每一个概念的细节,但仅仅是快速浏览目录和前面几章的引言部分,我就已经能感受到作者在梳理线性代数这门庞大而精深的学科时所付出的心血。他没有选择那种按部就班、流水账式的讲解方式,而是非常有策略地将线性代数的核心思想拆解成五个清晰的“讲”,这本身就是一种非常高明的教学设计。我特别欣赏的是,作者在引入第一个概念时,并没有直接丢出一堆抽象的定义和符号,而是从一个非常直观、贴近生活或者说工程应用的场景出发,比如数据分析中的矩阵表示,或者计算机图形学中的变换,通过这些生动的例子来“软化”读者对抽象数学的抗拒感。这种“以终为始”的教学方法,对于我这种可能对纯数学理论有些畏惧的读者来说,无疑是打开了新世界的大门。我期待后续的章节能够继续保持这种“故事性”和“应用性”的结合,让我在学习那些看似枯燥的定理和算法时,也能体会到它们背后蕴含的强大力量和实际价值。这种循序渐进、层层递进的结构,让我觉得学习过程不会是漫无目的的,而是有一个清晰的路径指引,让我能够逐步建立起对整个线性代数体系的理解。

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我一直认为,线性代数是一门“工具性”非常强的学科,它的应用范围之广,几乎贯穿了现代科学技术的方方面面。这本书在这一点上做得尤为出色。虽然我还没有读到后面关于应用的大篇幅内容,但仅从前面几章对概念的阐释中,我就能感受到作者在刻意地为后面的应用“铺路”。他没有把线性代数的概念孤立起来讲,而是始终不忘提及这些概念在实际问题中的“对应物”。例如,在讲到矩阵的“行空间”和“列空间”时,他会提及这些空间在表示数据特征或者系统状态时的意义。在讲到“特征值”和“特征向量”时,他会预告其在理解系统稳定性或者数据降维等问题中的作用。这种“连接性”的教学,让我觉得学习不再是纯粹的数学游戏,而是为解决实际问题积累知识和能力。我特别期待后面能看到更多具体、详实的案例分析,比如如何用线性代数来解决图像识别中的问题,或者如何分析经济模型中的数据。

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不敢说读过,只能讲翻过。

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龚昇大牛

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读完了可以 读读LAX的线性代数与应用 ,没怎么读懂 以后慢慢读吧

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中研院有下載! 學習了Abstract Algebra之後再來讀會更好!

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微积分把非线性的东西在一个局部用线性来近似,剩下的工作就交给线性代数来解决,就是在这个课上讲的。

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