线性代数讲义(18)

工 程 数 学

线性代数讲义

Linear Algebra Materials

卫 斌 教授 主讲

惠州学院数学系

Department of Mathematics Huizhou college

2009年9月

第1,2讲

第一章 行 列 式

行列式（determinant [di't?:min?nt]）是研究线性代数（linear algebra['?ld?ibr?]）的一个重要工具，在线性方程组、矩阵、二次型中都需要用到行列式.在数学的其它分支里也常常要用到行列式.因此我们在第一章里就向大家介绍行列式.

§1 二阶与三阶行列式

一、二元线性方程组与二阶行列式

行列式的概念是从解线性方程组的问题中引进来的.所谓线性方程组是指未知量的最高次数是一次的方程组.例如，解二元一次方程组

(1)?a11x1?a12x2?b1 ?

ax?a

Chapter 4 Linear Transformations

1. A linear transformation L:V?W is said to map V onto W if L(V)=W. Show that the linear transformation L defined by L(x)?(x1,x1?x2,x1?x2?x3)T maps R to R.

2. Determine the kernel and range of each of the following linear operators on R. (a) L(x)?(x3,x2,x1)T (b) L(x)?(x1,x2,0) (c) L(x)?(x1,x1,x1)

3. For each of the following linear operators L on R, find a matrix A such that L(x)?Ax for every x?R.

(a) L((x1,x2,x3)T)?(x3,x2,x1)T

33333TT(b) L((xT1,x2,x3))?(x

2011年万学海文线性代数

主讲 铁军教授

铁军教授简介：著名考研数学辅导专家，近几年在全国各大城市声名鹊起，成为与王式安、赵达夫齐名的考研数学辅导“三驾马车”之一。铁军教授从事考研数学辅导工作以来，以其高屋建瓴、大气磅礴、睿智幽默的风格，对考点、重点、难点全面、深刻、透彻的把握，关爱学生、高度负责的态度以及对考题的精准预测，令考生受益无穷。特别是铁军老师的数学全程保过班，更是以无与伦比的连续性、系统性和考生的数学成绩大面积高分而受到广大莘莘学子的爱戴！2011年，考研竞争空前激烈！万学海文邀请铁军教授亲临面授，为您考研成功保驾护航。您的理想将在您我的共同努力下实现。这是我们的信心，也将是您的信心！

线性代数在考研数学中占有重要地位，必须予以高度重视。线性代数试题的特点比较突出，以计算题为主，证明题为辅，主要用证明题的方法技巧来解决计算题。因此，必须掌握证明题的证明技巧，并会在计算题中灵活应用。难点在于线性代数的内容比较抽象，综合性强，特别是关于向量的线性相关性、矩阵的秩与线性方程组的解的结构定理的综合题难度较大，必须突破这一难点。

第一章 行列式

行列式的核心考点是掌握计算行列式的方法，计算行列式的主要方法是降阶法，

第一章 行列式

行列式是线性代数中的一个基本概念，其理论起源于解线性方程组，它在自然科学的许多领域里都有广泛的应用.本章主要介绍n阶行列式的定义、性质和计算方法以及用行列式解线性方程组的克莱姆（Cramer）法则.

§1.1 二阶与三阶行列式

一、二元线性方程组与二阶行列式

在实际问题中，线性方程组的应用很广，但三元以上的线性方程组的求解是很复杂的.现在讨论简化线性方程组的求解过程和求解公式.先从二元线性方程组开始讨论.

对于二元线性方程组

?a11x1?a12x2?b1 ? （1-1-1）

?a21x1?a22x2?b2利用加、减消元法可得

?(a11a22?a12a21)x1?a22b1?a12b2 ?(aa?aa)x?ab?ab12212112211?1122如果a11a22?a12a21?0，那么线性方程组（1-1-1）有唯一解：

x1?b1a22?b2a12a11a22?a12a21 x2?b2a11?b1a21a11a22?a12a21

以上两个式子可作为公式使用，但不便于记忆，为方便起见，把a11a22?a12a21记为a11a21a

《线性代数》讲义 第 1 页 共 30 页

第一章 行列式

一、2、3阶行列式---之计算方法：对角线法则 1、

ab?ad?cb cdabehcf?(aei?bfg?cdh)?(ceg?bdi?afh) i2、dg3、克莱姆法则（见课本p84?85页） 4、补充习题：

ae00x?11（1）计算：a）2 b） 0ab c） bxx2?x?10cdca2b2c2a3b3（答：abc(b?a)(c?a)(c?b)）

c31a12特别地：Vandermonde（范德蒙）行列式结论a1...1a22a2...........................1an2?an...1?j?i?n?(ai?aj)

n?1n?1a1n?1a2......ank34（2）解方程：?1k0?0

0k1a11（3）填空：0?10?0的充分必要条件是 4aa二、n阶行列式

1、n阶行列式定义：行列式的值等于第一行（列）的元素与其对应的

第一章 行列式

行列式是线性代数中的一个基本概念，其理论起源于解线性方程组，它在自然科学的许多领域里都有广泛的应用.本章主要介绍n阶行列式的定义、性质和计算方法以及用行列式解线性方程组的克莱姆（Cramer）法则.

§1.1 二阶与三阶行列式

一、二元线性方程组与二阶行列式

在实际问题中，线性方程组的应用很广，但三元以上的线性方程组的求解是很复杂的.现在讨论简化线性方程组的求解过程和求解公式.先从二元线性方程组开始讨论.

对于二元线性方程组

?a11x1?a12x2?b1 ? （1-1-1）

?a21x1?a22x2?b2利用加、减消元法可得

?(a11a22?a12a21)x1?a22b1?a12b2 ?(aa?aa)x?ab?ab12212112211?1122如果a11a22?a12a21?0，那么线性方程组（1-1-1）有唯一解：

x1?b1a22?b2a12a11a22?a12a21 x2?b2a11?b1a21a11a22?a12a21

以上两个式子可作为公式使用，但不便于记忆，为方便起见，把a11a22?a12a21记为a11a21a

大学线性代数讲义前面有对知识的讲解,后面是习题。便于理解。不想挂科的同学们的必备之物

5 êùÂ

ÜÆD

~^ÎÒ

Z=:{x|x´ ê}.

N0=:{x|x∈Z,x≥0}.N=:{x|x∈Z,x>0}.Q=:{x|x´knê}.R=:{x|x´¢ê}.C=:{x|x´Eê}.Pv«knê !¢ê !Eê"

大学线性代数讲义前面有对知识的讲解,后面是习题。便于理解。不想挂科的同学们的必备之物

§1

§1.1

n01 ª ½Â

1 ª

(1).10I ª| (a)|=a

a 11a12

(2).20I ª =a11a22 a12a21

a21a22

12

~X =4 6= 2

34

a11a12a13

(3).30I ª a21a22a23

第一章 行列式一、知识结构网络图?概念 不同行不同列元素乘积的代数和（共n!项） ??经转置行列式的值不变 ???某行有公因数k,可把k提到行列式外 ????性质?某行所有元素都是两个数的和，则可写成两个行列式之和 ?两行互换行列式变号 ??????某行的k倍加至另一行，行列式的值不变 ?n???A??aijAij (按i行展开)??j?1 代数余子式 ?展开式?n??A??aijAij (按j行展开)??i?1?????三角化法???数字型?公式法 ???递推法??行???计算 ???列??用行列式性质 ??抽象型?用矩阵性质 式?????用特征值 A??? ??i?????Ax?0有非零解

Chapter 3---Section 1 Examples and Definition

Chapter 3 Vector Spaces

The operations of addition and scalar multiplication are used in many diverse contexts in mathematics. Regardless of the context, however, these operations usually obey the same set of algebraic rules. Thus a general theory of mathematical systems involving addition and scalar multiplication will have applications to many areas in mathematics.

§1. Examples and Definition

New words and phrases

Vector space 向量空间 Polynomial 多项式 Degree 次数 Axiom 公理

Additive

线性代数 第 1 次课

章节§1.1二阶与三阶行列式 §1.2全排列及其逆序数 名称 §1.3 n阶行列式的定义 目的要求 掌握二阶与三阶行列式的计算 理解n阶行列式的定义 序号 主 要 内 容 与 时 间 概 算 1 2 3 4 共计 主要内容 二元线性方程组与二阶行列式 三阶行列式 全排列及其逆序数 理解n阶行列式的定义 时间概算 20分钟 15分钟 15分钟 45分钟 95分钟 重点 用对角线法则进行二阶、三阶行列式的计算. 难点 理解n阶行列式的定义. 方法 板书 手段 课堂 二元线性方程组消元法. 三阶行列式的课堂练习计算结果 思 考 题 作 业 题 《最新线性代数习题全解》同济四版配套辅导. 王治军 主编 中国建材参考 工业出版社2003.8 资料 《线性代数》重点内容重点题 杨泮池 赵彦晖 褚维盘 编著 西安交通大学出版社，2004.3

提 问 本次课内学员基本掌握了本次课的内容, 达到了教学目的. 容总结 x已知f(x)?121xx3112x213,求x3的系数. 2x 练习册 练习一 线性代数 第 2 次课

章节§1.4对