线性代数简明教程

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出版者:科学出版社
作者:陈维新编
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:25.0
装帧:平装
isbn号码:9787030095626
丛书系列:
图书标签:
  • 线性代数
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  • 数学
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  • 矩阵
  • 向量
  • 行列式
  • 方程组
  • 数值计算
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具体描述

《现代数学前沿:几何与代数融合的新视角》 内容简介: 本书旨在探索数学思想的深层联系,重点关注几何直观与抽象代数结构的有机结合,为读者呈现一个超越传统分科的新颖视角。我们不再将几何和代数视为孤立的学科,而是深入挖掘它们内在的统一性,展现数学作为一门有机整体的魅力。 核心内容概述: 1. 空间结构的几何刻画与代数描述: 向量空间与几何空间: 从欧几里得空间出发,引入向量的概念,并逐步推广到抽象的向量空间。我们将展示,代数中的线性组合、张成、线性无关等概念,如何对应于几何中的点、线、面以及它们之间的平行、相交等关系。例如,通过基的概念,我们将理解高维空间的结构如何可以被一组“坐标轴”所刻画,这与我们熟悉的二维和三维空间中的坐标系有着深刻的类比。 线性变换与几何形变: 线性变换是连接代数与几何的关键桥梁。本书将详细阐述,矩阵乘法所代表的线性变换,如何在几何上对应于伸缩、旋转、剪切、投影等操作。我们将通过可视化手段,直观展现这些变换对空间形状和尺寸的影响,并揭示其背后的代数原理。矩阵的秩、零空间、像空间等概念,将与变换的几何性质(如是否保持维度、是否将向量映射到特定子空间)紧密联系。 二次型与空间几何: 二次型不仅是代数中的一个重要概念,更是描述二次曲面(如椭圆、双曲线、抛物线)的数学语言。本书将探讨如何通过矩阵对二次型进行表示,并利用特征值和特征向量,对二次曲面进行分类和几何意义的解释。例如,椭圆的半轴长和方向可以通过二次型矩阵的特征值和特征向量来确定。 2. 代数结构在几何问题中的应用: 群论初步与对称性: 对称性是几何中一个 fundamental 的概念,而群论恰好是研究对称性的强大工具。本书将引入群的基本概念(如集合、运算、单位元、逆元),并展示如何用群来描述几何图形的对称操作。例如,正方形的对称群如何由旋转和反射操作构成,以及这些操作之间的组合关系。我们将看到,抽象的群结构如何精确地捕捉了几何对称性的本质。 环与域在几何构造中的角色: 在更高级的几何分支中,环和域等代数结构扮演着重要角色。虽然本书不深入探讨这些领域,但会简要介绍其概念,并指出它们如何为构建更复杂的几何对象(如有限域上的几何)提供基础。例如,在讨论伽罗瓦几何时,我们将会看到有限域的代数性质如何直接决定了几何空间的点和线的数量及关系。 3. 拓扑学的几何直觉: 连续性与形变的几何理解: 拓扑学研究的是在连续形变下不变的性质。本书将通过直观的例子,如橡皮膜的变形,来阐述连续性的概念。我们将看到,哪些几何性质(如连通性、孔洞的数量)在连续形变下是保持不变的,以及代数概念(如同伦)如何用来刻画这种不变性。 同调论的几何意义: 即使不深入复杂的代数构造,我们也会探讨同调论如何帮助我们“计数”几何对象的“洞”。例如,环面和球体的同调群的差异,如何直观地反映出它们在拓扑性质上的根本不同。 本书特色: 强调几何直观: 大量使用图形、图示和可视化工具,帮助读者建立清晰的几何概念,将抽象的代数语句转化为生动的几何场景。 跨越学科界限: 打破传统数学分支的壁垒,展现不同领域之间的内在联系和统一性。 循序渐进的逻辑: 从熟悉的欧几里得空间出发,逐步引入抽象概念,确保读者能够理解和掌握。 启发式教学: 引导读者主动思考,发现数学规律,培养数学直觉和解决问题的能力。 面向广泛读者: 适合对数学有浓厚兴趣的学生、研究人员以及希望拓宽数学视野的工程师和科学家。 本书阅读价值: 通过阅读《现代数学前沿:几何与代数融合的新视角》,您将: 深化对数学基本概念的理解: 无论是线性代数中的向量、矩阵,还是群论中的对称性,都能在几何的框架下获得更深刻的认识。 培养跨学科的数学思维: 能够从更广阔的视角审视数学问题,灵活运用不同数学工具。 为学习更高级的数学课程打下坚实基础: 许多现代数学领域,如微分几何、代数拓扑、表示论等,都建立在几何与代数的融合之上。 体验数学的逻辑美与创造力: 感受数学思想的优雅与力量,激发探索未知数学世界的兴趣。 本书将引领您进入一个更加广阔、更加统一的数学世界,发现隐藏在抽象符号背后的几何美景。

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读后感

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用户评价

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坦白说,在决定购买这本书之前,我做了一番市场调研,比较了市面上几本知名的教材。最终选择这一本,是因为它在处理“抽象性”与“应用性”的关联上做得最为出色。作者非常注重展示线性代数的“工具”属性,而不是仅仅将其视为一门纯理论学科。书中穿插了大量关于计算机图形学、数据压缩、甚至是最优化问题中线性代数如何发挥核心作用的案例分析。这些案例不是简单地罗列在附录中,而是巧妙地融入到相关理论的讲解过程中,让读者能够清晰地看到,那些看似复杂的向量空间和特征分解,在现实世界中是如何被转化为解决实际问题的有效手段。这种应用导向的叙事角度,极大地激发了我学习的内在动力,因为它让我明白,我所学习的每一个知识点,都有其明确的价值所在。这种“学以致用”的体验,远比单纯追求数学美感更能留住一个渴望知识变现的现代学习者。

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这本书的封面设计确实非常吸引人,那种简约又不失专业感的设计,让我对里面的内容充满了期待。我原本以为会是一本枯燥的教材,但翻开之后,发现作者在文字的处理上颇为巧妙。它不像传统教材那样堆砌公式和理论,而是用一种更贴近实际的语言去阐述那些抽象的概念。比如在讲解矩阵运算时,作者没有直接抛出定义,而是先描绘了一个现实世界的场景,让读者在理解问题的基础上自然而然地过渡到数学模型的构建。这种由浅入深的叙述方式,极大地降低了初学者的入门门槛。而且,书中的插图和图示也做得非常用心,它们不是简单地重复文字描述,而是通过视觉化的方式,帮助我们更直观地把握向量空间、特征值等核心概念的几何意义。可以说,这本书在“教”与“学”的平衡上做得相当到位,让原本令人望而生畏的线性代数变得触手可及。我个人认为,对于那些希望建立扎实直觉而非仅仅死记硬背公式的读者来说,这本书无疑是一个极佳的选择,它真的做到了将复杂问题简单化,让学习过程充满了发现的乐趣。

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从排版和整体设计来看,这本书的设计师功不可没。现在的很多专业书籍,内容再好,如果排版一团糟,阅读体验也会大打折扣。但这本教材在视觉上做到了赏心悦目。字体选择恰到好处,行距和段落划分清晰,重要公式和定义部分都有特别的标识,不会在密集的文字中迷失方向。更重要的是,它在内容的组织逻辑上展现出一种高度的结构美感。每一章的开始都会有一个简短的“本章概述”,明确指出将要学习的核心目标和它们之间的内在联系;每一节的结尾又会有一个“小结”,帮助读者巩固刚刚学到的知识点。这种清晰的结构,使得我能够非常有效地进行自我检测和阶段性复习。我甚至发现,即使只是快速翻阅目录,我都能大致勾勒出整个课程体系的脉络。这种对阅读体验的重视,无疑是提升学习效率的隐形助推器,让长时间的阅读不再成为一种负担,而更像是一种沉浸式的探索。

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这本书的习题设置,在我看来,是其价值的又一体现。很多教材的习题要么过于简单,流于表面验证;要么难度陡增,完全脱离了教材讲解的范围,让读者在做题时感到措手不及。然而,这里的习题设计非常具有层次感和代表性。它并非单纯重复课本上的例题,而是在巩固基础概念后,立即引入一些需要综合运用不同知识点才能解决的问题。我特别喜欢那些“探究性”的思考题,它们往往不会直接给出标准答案,而是引导你去思考为什么会是这样的结果,从而激发更深层次的数学洞察力。通过这些习题的磨砺,我发现自己对于那些需要灵活变通的证明题的信心大增。它培养的不是解题的套路,而是分析问题的通用思维框架。对于想要真正掌握线性代数并在后续的数值分析或机器学习课程中应用自如的人来说,这些精心设计的习题,是连接理论和实践之间至关重要的一环,它们确保了知识的内化,而非短暂的记忆。

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我是一个对数学背景不深厚的工科生,过去学线性代数总是感觉像在雾里看花,公式推导过程看一遍忘三遍。但这本教材给我的感觉是完全不同的。它最让我欣赏的一点是,它在理论的严谨性和教学的实用性之间找到了一个非常微妙的平衡点。它没有为了追求数学上的纯粹性而牺牲掉清晰度。尤其在处理线性变换和子空间这些关键章节时,作者似乎非常理解读者的困惑点在哪里,总是能提前设置“陷阱点”并给出清晰的“避坑指南”。我记得有一次我被某个定理的证明过程卡住了很久,翻阅了其他几本参考书都收效甚微,最后在看这本书的对应部分时,作者用了一种非常生活化的比喻,瞬间点亮了我对那个概念的理解。这种对学习者心路的体察,是很多理论导向的教材所欠缺的。它不仅仅是知识的传递,更像是一位经验丰富的导师在旁边耐心地引导,让我感觉每一步的提升都是坚实而可靠的,而不是靠死磕硬背堆出来的空中楼阁。

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