Linear Algebra and Its Applications

Linear Algebra and Its Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Academic Press Inc.,U.S.
作者:Gilbert Strang
出品人:
页数:385
译者:
出版时间:1976-04
价格:GBP 17.50
装帧:Hardcover
isbn号码:9780126736502
丛书系列:
图书标签:
  • 丘赛参考书
  • 线性代数
  • 矩阵
  • 向量空间
  • 线性变换
  • 特征值
  • 特征向量
  • 行列式
  • 解方程组
  • 应用数学
  • 高等数学
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具体描述

《线性代数及其应用》——揭示数学之美与现实之力的桥梁 你是否曾对数字、方程组以及它们背后隐藏的结构感到好奇?你是否想知道,那些看似抽象的数学概念,如何在现实世界中扮演着至关重要的角色,从图像处理的精妙算法到经济模型的数据分析,再到工程设计的坚实基础?《线性代数及其应用》正是为你搭建的这座桥梁,它以严谨的逻辑和生动的实例,带领你深入探索线性代数这一数学领域的核心。 本书旨在为你呈现一个清晰、直观且富有启发性的学习体验。我们相信,理解数学概念的关键在于把握其本质,并认识到它们与我们所处世界的联系。因此,《线性代数及其应用》不仅关注理论的深度,更注重应用的广度,力求让你在掌握抽象知识的同时,也能感受到数学的强大力量和无穷魅力。 本书的核心内容与特色: 向量空间与线性变换: 从最基础的向量概念出发,逐步构建起向量空间这一核心框架。我们将深入探讨向量的线性组合、线性无关、基与维数等概念,它们是理解和操作多维数据的基石。在此基础上,我们会引入线性变换,这是连接不同向量空间的桥梁,其在几何变换(如旋转、缩放、剪切)以及各种数据映射中扮演着关键角色。你将学习如何通过矩阵来表示和计算这些变换,理解其几何意义和代数性质。 矩阵及其运算: 矩阵是线性代数中最具代表性的工具之一。本书将详细介绍矩阵的各种运算,包括加法、减法、乘法、转置、逆矩阵等,并深入分析它们的性质和应用。你将学习如何通过矩阵运算来解决线性方程组、计算行列式、求解特征值和特征向量等核心问题。理解矩阵的本质,就像掌握了一门强大的数据处理语言。 线性方程组的求解: 线性方程组是许多实际问题建模的基础,从电路分析到资源分配,无处不在。本书将系统地介绍求解线性方程组的各种方法,包括高斯消元法、LU分解、克莱默法则等,并分析这些方法的效率和适用性。你将理解如何通过矩阵的秩和方程组的结构来判断解的存在性和唯一性。 行列式: 行列式是与方阵相关的一个重要标量值,它蕴含着矩阵的重要信息,例如矩阵是否可逆以及线性变换的面积或体积缩放因子。我们将学习如何计算不同阶数的行列式,并探讨其性质,例如行列式与矩阵可逆性的关系,以及它在求解线性方程组中的应用。 特征值与特征向量: 这是线性代数中一个极其重要且富有洞察力的概念。特征值和特征向量揭示了线性变换在特定方向上的作用方式——保持方向不变,只进行缩放。我们将学习如何计算一个矩阵的特征值和特征向量,并探讨它们在各种应用中的价值,例如稳定性分析、主成分分析(PCA)、量子力学等。 内积空间与正交性: 在更一般的向量空间中,我们引入内积的概念,它允许我们定义长度、角度和距离。本书将深入探讨内积空间,重点关注正交性和正交基的概念。正交性在信号处理、数据压缩和最小二乘法等领域有着广泛的应用,它能够简化计算并提供更稳健的解决方案。 谱定理与奇异值分解(SVD): 谱定理揭示了对称矩阵在特征值和特征向量方面的特殊性质,这对于许多应用至关重要。而奇异值分解(SVD)则是线性代数中最强大、最通用的矩阵分解技术之一,它能够将任何矩阵分解为三个更简单的矩阵的乘积,揭示了矩阵内在的结构和信息。SVD在数据压缩、降维、推荐系统、图像处理等众多领域都有着突破性的应用。 本书的亮点与价值: 理论与实践的完美结合: 本书在介绍抽象数学概念的同时,始终不忘将其与现实世界中的应用紧密联系。每一个理论知识点都配以精心设计的实例,让你能够看到数学是如何解决实际问题的。 清晰的数学语言与直观的解释: 我们致力于用最清晰、最易于理解的语言来阐述复杂的数学概念。书中包含大量的图示和可视化解释,帮助你建立直观的理解,从而更深入地掌握知识。 循序渐进的学习路径: 本书从基础概念出发,逐步引导读者进入更高级的主题。学习路径安排合理,逻辑清晰,确保每一位读者都能在掌握前期知识的基础上,顺利地学习后续内容。 丰富的练习题: 为了巩固和检验学习成果,本书提供了大量不同难度级别的练习题。这些题目涵盖了理论证明、计算应用和概念理解等多个方面,能够全面提升你的数学能力。 谁适合阅读本书? 无论你是大学一年级学生,正在为数学课程而努力;还是正在从事科学、工程、经济、计算机科学等领域的研究者或从业人员,需要扎实的线性代数基础;又或者你是一位对数学充满好奇,渴望了解其强大应用的书籍爱好者,《线性代数及其应用》都将是你的理想选择。 通过阅读本书,你将获得: 强大的分析和解决问题的能力: 掌握线性代数,你将拥有强大的工具来分析复杂的数据和系统,并设计出有效的解决方案。 更深的理解和洞察: 你将能够从更深层次理解科学、工程、经济等领域的众多模型和算法。 开启人工智能和数据科学的大门: 线性代数是机器学习、深度学习、自然语言处理等人工智能领域的核心基石。掌握它,你将能更轻松地进入这些令人兴奋的领域。 一种新的思维方式: 线性代数不仅仅是一门数学学科,更是一种看待世界、分析问题的方式。它教会你如何从结构和变换的角度思考。 《线性代数及其应用》是一次探索数学之美、挖掘数学潜力的旅程。我们相信,通过本书的学习,你将不仅掌握一门重要的数学工具,更能开启通往更广阔知识领域的大门,用数学的力量去理解和塑造你身边的世界。

作者简介

目录信息

读后感

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很好,网易公开课上MIT线性代数老师写的。配合听课,神马最好的了。

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用户评价

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我不得不说,这本书的叙述方式真的非常特别,让我耳目一新。作者仿佛不是在写一本教科书,而是在和我进行一次深入的“对话”。他会不断地提出问题,引导我去思考,去探索答案,而不是直接将结论灌输给我。例如,在讲解“线性相关”的概念时,他会先提出一个问题:“我们有没有办法判断一组向量是否‘冗余’?” 然后,他会逐步引导我思考,直到引出线性相关的定义,并给出判断的方法。这种“循循善诱”的教学方式,让我觉得自己是学习过程的主动参与者,而不是被动的接受者。而且,书中对于不同概念之间的“联系”强调得尤为突出。作者非常善于在不同章节之间建立桥梁,让我能清晰地看到,某个看似独立的定理,是如何建立在之前的知识基础之上的,又是如何为后续的内容铺平道路的。例如,他在讲解矩阵的秩时,会反复强调它与线性方程组解的情况、向量组的线性相关性之间的紧密联系。这种“知识网”的构建方式,让我能够更牢固地掌握知识,避免了“东一榔头西一棒槌”的零散学习。我特别喜欢书中的一些“历史注解”,作者会简要介绍某个数学家在某个概念上的贡献,或者某个理论的发展历程。这些历史的视角,让我觉得数学不再是冷冰冰的公式,而是人类智慧的结晶,是历史的产物。这不仅增加了我的学习兴趣,也让我对数学家们充满了敬意。

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读完这本书,我最大的感受是,线性代数不再是那些只存在于教科书上的抽象概念,而是渗透在我们生活的方方面面,是理解现代科技的基石。作者在书中非常巧妙地将抽象的数学理论与生动的实际应用相结合。他不像某些教材那样,在讲解完理论后才附带一堆应用题,而是将应用场景融入到理论讲解的各个环节。例如,在讲解矩阵作为线性变换时,他会立即举例说明如何在计算机图形学中用矩阵来表示旋转、平移、缩放等操作;在讲解矩阵的LU分解时,他会展示如何在有限元方法中用它来高效地求解大规模线性方程组。这种“理论与实践并行”的方式,让我始终保持着学习的热情,因为我能清楚地看到我所学习的知识的实际价值。而且,书中在解释一些难懂的概念时,会使用大量的图示和可视化工具,这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音。例如,在讲解向量空间的基和维度时,书中提供了许多三维空间的示意图,让我能够直观地理解这些抽象概念。我尤其喜欢的是,书中在一些章节的结尾,会设置一些“拓展阅读”的建议,推荐了一些相关的论文或者更深入的书籍,这为我提供了一个继续探索的出口,让我感受到了数学世界的无限可能。

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坦白说,我当初选择这本书,纯粹是因为它在我所处的领域里拥有极高的声誉,几乎是“必读”级别的存在。然而,阅读过程中,我发现它的价值远超我的预期。这本书最大的亮点在于它对理论的阐述与实际应用之间的平衡把握得恰到好处。它不像某些过于理论化的教材,将读者置于抽象概念的迷宫中,让初学者望而却步;也不像某些过于工程化的书籍,过于注重技巧和算法,而忽略了数学本身的逻辑美感和深刻内涵。作者似乎非常理解学习者的心理,他会在引入一个新概念后,立即给出几个直观的几何解释,帮助读者建立起形象的理解。例如,在讲解线性变换时,他用二维平面上的旋转、缩放、剪切等变换来形象地展示矩阵的作用,这种方法极大地降低了理解门槛。而且,作者非常注重“为什么”的解答,他不会仅仅罗列公式,而是会详细解释每个公式的由来,以及它所蕴含的数学思想。例如,在介绍行列式的性质时,他会从几何角度解释它与平行多面体体积的关系,从代数角度解释它与矩阵可逆性的联系,这种多角度的解析,让知识变得更加立体和深刻。书中还包含大量的练习题,这些题目质量很高,有基础的巩固练习,也有一些需要思考的挑战题,能够有效地检验读者对知识的掌握程度。我最喜欢的是,书中有些题目后面附有详细的解题思路或者提示,这对于遇到困难的读者来说,无疑是雪中送炭。总而言之,这本书为我打开了线性代数的大门,让我看到了这门学科在现实世界中的巨大价值,也激发了我进一步深入研究的兴趣。

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这本书给我最大的启发,在于它让我看到了数学的“优雅”和“力量”。作者在梳理线性代数知识体系时,展现出了惊人的条理性和逻辑性。他从最基础的“元素”——向量,开始构建整个理论框架,然后层层递进,引入矩阵,再到线性方程组,最后升华到向量空间和线性变换。让我印象深刻的是,书中对于“抽象”概念的处理,并非一蹴而就,而是通过大量的实例和直观的解释,逐渐引导读者进入抽象的数学世界。例如,在讲解“线性无关”时,他会从一组向量是否能够“独立生成”更大的空间来解释,而不是仅仅给出定义。这种“由表及里”的讲解方式,让我觉得学习过程非常自然。而且,作者对于数学的“内在联系”非常强调。他会在不同的章节中,反复提及某个概念与其他概念之间的关联,让我能够构建起一个完整的“知识网络”,而不是孤立地记忆单个知识点。例如,他会反复强调矩阵的秩与线性方程组解的存在性和唯一性之间的关系,与向量组的线性相关性之间的关系。这种“贯穿始终”的联系,让我对线性代数的理解更加深刻。我特别喜欢书中的一些“历史插曲”,作者会简要介绍某个数学概念的发现历程,或者某个重要定理的证明故事。这让我觉得数学不仅仅是冷冰冰的符号,更是人类智慧的结晶,是历史的沉淀。

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这本书给我的感觉,就像是一次精心的数学“烹饪”。作者是一位技艺精湛的厨师,他将那些看似复杂、晦涩的线性代数知识,通过巧妙的食材搭配和烹饪技巧,呈现出一道道美味可口的“数学佳肴”。从最基础的“食材”——向量和矩阵,到“主菜”——特征值和奇异值分解,再到“甜点”——各种应用案例,整个过程都安排得井井有条,毫不突兀。让我印象深刻的是,书中对于“抽象”概念的处理方式。例如,当他引入“向量空间”这个高度抽象的概念时,他并没有直接给出一堆公理,而是从我们熟悉的欧几里得空间、多项式集合、函数集合等具体例子出发,引导读者逐步体会向量空间的普遍性和普适性。这种“由具入 the abstract”的方法,极大地减轻了我的认知负担。而且,作者的语言风格非常幽默风趣,在严肃的数学论证中,偶尔穿插一些轻松的段子或者生活化的比喻,让阅读过程一点也不枯燥。我记得在讲解矩阵乘法时,他用“流水线上的工人”来比喻,生动形象地描绘了行和列相乘的计算过程,让我至今记忆犹新。书中还穿插了一些“思考题”,这些题目往往不是直接的计算,而是引导读者去思考某个概念的深层含义,或者去探索不同概念之间的联系。这些思考题,让我有机会跳出书本的限制,主动地去探索和发现,这是一种非常主动的学习方式。这本书让我体会到了数学的魅力,也让我对线性代数这门学科有了更全面的认识。

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这本书的结构设计堪称完美,如同一个精巧的建筑,每一层都承载着不同的功能,却又相互支撑,共同构筑了一个宏伟的知识体系。从最基础的线性方程组开始,作者如同一个细致的建筑师,一层层地搭建起向量空间、线性变换、行列式、特征值与特征向量、向量空间的正交性以及奇异值分解等核心概念。我特别欣赏的是,作者在讲解每个新概念时,都会先回顾之前学过的知识,清晰地展示新概念与旧概念之间的联系,以及新概念的必要性。例如,在引入向量空间时,他会先回顾向量的线性组合和线性生成,然后引出向量空间作为这些基本概念的“集合”和“框架”,这种“承前启后”的叙述方式,让我能够牢固地把握知识的脉络,避免了理解上的断层。而且,书中对于定理的证明,也是我非常看重的一点。作者提供的证明通常都是清晰、严谨且易于理解的,他会详细解释证明中的每一步逻辑,并给出必要的几何直观解释。这让我不仅仅是记住定理,更是理解定理背后的数学原理。我记得在讲解“谱定理”时,作者用了大量的篇幅来解释其几何意义,以及它与矩阵的对角化之间的联系,这让我对这个重要的定理有了深刻的认识。这本书就像是一个循序渐进的引导,让我一步步地走近线性代数的精髓,体验到了数学的逻辑之美和严谨之妙。

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这本书的封面设计朴实无华,没有花哨的插图,只有经典的衬线字体,这让我一开始就对它的内容产生了高度的期待。我一直认为,真正有价值的书籍往往不需要过度的包装来吸引眼球,而是依靠其深厚的底蕴来赢得读者的青睐。当我翻开第一页,看到密密麻麻的数学符号和严谨的定义时,我的预感得到了证实。作者以一种非常系统化的方式展开论述,从最基础的向量空间和线性变换入手,逐步深入到矩阵的分解、特征值与特征向量等核心概念。书中举例丰富,而且这些例子并非那种脱离实际的抽象模型,而是与物理、工程、计算机科学等多个领域紧密相关。例如,在讲解矩阵求逆时,作者就展示了如何用它来解决电路分析中的节点电压问题;在介绍奇异值分解(SVD)时,他则巧妙地将其应用于图像压缩和推荐系统。这些贴近实际应用的例子,极大地激发了我学习的兴趣,让我觉得线性代数并非仅仅是抽象的数学游戏,而是解决现实世界问题的强大工具。更重要的是,书中在解释每个概念时,都力求清晰易懂,循序渐进,即使是初学者也能找到切入点。作者在叙述过程中,会时不时地穿插一些历史典故或者理论的起源,这不仅让学习过程更加生动有趣,也让我对这些数学工具的产生背景有了更深刻的理解,这是一种非常宝贵的学习体验,远胜于单纯的公式推导和定理证明。我特别欣赏作者在某些章节中,会详细阐述某个概念是如何与前面章节的内容联系起来的,这种“前后贯通”的讲解方式,帮助我构建了一个完整的知识体系,避免了知识点的零散和孤立。读这本书,就像在一位经验丰富的向导带领下,穿越一片广阔的数学森林,每一步都踩得很扎实,每一步都能看到新的风景,让我对线性代数这门学科产生了前所未有的敬畏和热爱。

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这本书给我的感觉,就像是一本精心打磨的“工具书”,它不仅教会了我“是什么”,更教会了我“怎么用”。作者对于实际应用的关注,是我选择这本书的主要原因,而它的表现也完全没有让我失望。书中大量的案例分析,涵盖了从经典的“最小二乘法”在数据拟合中的应用,到“马尔可夫链”在状态转移建模中的应用,再到“主成分分析”(PCA)在降维和特征提取中的应用,这些都让我深刻地认识到线性代数在现代科学技术中的核心地位。作者在讲解这些应用时,会先清晰地阐述问题背景,然后逐步引入相关的线性代数概念,并详细展示如何运用这些概念来构建数学模型,最终解决问题。例如,在讲解PCA时,他会首先说明为什么要进行降维,然后引入协方差矩阵和特征值分解,并详细解释如何通过特征向量来构建新的坐标系,实现数据的降维。这种“问题驱动”的学习方式,让我觉得学习的动力十足,因为我能立刻看到学习到的知识是如何转化为解决实际问题的能力的。而且,书中对于算法的实现也有涉及,虽然不是重点,但作者会给出一些伪代码或者算法的描述,这对于我这种既想理解理论,又想动手实践的读者来说,非常有用。我常常会尝试着将书中的算法在编程环境中实现,然后用一些自己的数据进行测试,这不仅加深了我对理论的理解,也让我对算法的细节有了更深入的认识。

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这本书给我的整体感觉,就是“通俗而不失严谨,应用广泛而不失理论深度”。作者的写作风格非常独特,他既有数学家严谨的逻辑思维,又有教育家循循善诱的教学方法。我尤其欣赏的是,书中对于“基本概念”的解释,虽然非常详尽,但丝毫不会让人感到冗余。例如,在介绍向量的加法和标量乘法时,他会从几何角度解释其含义,然后给出代数定义,并举出一些简单的例子。这种“多角度阐释”的方式,让初学者也能够轻松入门。而且,作者在讲解过程中,会不断地提醒读者注意一些容易混淆的概念,或者是一些关键的细节。例如,在讲解矩阵乘法时,他会特别强调矩阵乘法的“顺序性”和“不满足交换律”,并给出相应的反例。这种“细致入微”的提示,帮助我避免了很多常见的错误。让我印象深刻的是,书中对于“理论与实践的结合”,可以说是做得非常到位。他不会在理论讲解的末尾才强行塞入应用,而是将应用场景贯穿在理论讲解的各个环节。例如,在讲解矩阵的LU分解时,他会同步介绍它在解大型线性方程组中的优势,以及它在数值计算中的重要性。这让我能够时刻感受到所学知识的实际价值。这本书就像是一位经验丰富的向导,带领我在线性代数的知识海洋中,既能欣赏到美丽的风景(理论的优雅),又能找到宝藏(实际的应用)。

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这本书的阅读体验,就像是在攀登一座知识的高峰。作者是一位经验丰富的登山向导,他为我制定了一条清晰、安全的攀登路线。他从最基础的“营地”——向量和矩阵开始,逐步带领我攀升到“第一个山峰”——线性方程组的求解,然后是“更高耸的山峰”——向量空间和线性变换,再到“险峻的山峰”——特征值、特征向量和奇异值分解。在攀登过程中,他不仅教会了我如何使用登山工具(数学公式和定理),更重要的是,他让我理解了每一段路程的风景(数学概念的直观意义)以及为什么我们需要经过这段路程(这些概念在解决问题中的重要性)。我特别欣赏的是,书中在处理一些复杂证明时,会采用“分解”的策略,将一个大型的证明分解成若干个小型的、易于理解的引理和推论,然后逐步证明。这让我觉得,即使是再复杂的数学问题,只要我们能够将其分解,并一步步地解决,最终都能克服。而且,作者在描述数学概念时,语言非常精准而又富有启发性。他会尽量避免使用过于晦涩的术语,而是用更直观、更易于理解的方式来解释。我记得在讲解“正交基”时,他用了“互相垂直的‘轴’”的比喻,让我很快就理解了其核心思想。这本书不仅提升了我对线性代数知识的掌握程度,更重要的是,它培养了我独立思考和解决数学问题的能力。

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