线性代数导引

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出版者:科学出版社
作者:郭聿琦
出品人:
页数:309
译者:
出版时间:2001-5
价格:26.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030092250
丛书系列:
图书标签:
  • 线性代数
  • 线性代数
  • 高等数学
  • 数学教材
  • 大学教材
  • 理工科
  • 矩阵
  • 向量
  • 行列式
  • 方程组
  • 数值计算
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具体描述

《线性代数导引》是面向21世纪的高等代数课程教材,也是“高等教育面向21世纪教材内容和课程体系改革计划”的一项研究成果。《线性代数导引》分上下两篇。上篇主要介绍矩阵代数、行列式、线性空间、对称双线性度量空问、Euclid空间等。下篇介绍线性变换、线性空间关于线性变换的一类直和分解、正交与对称变换、矩阵的相似标准形等内容。全书共九章,每章后设有相当的习题,各章节给出若干“注意”,基本上可供习题课使用。《线性代数导引》的主要特点是突出了“线性相关性”并贯穿全书;在理论的具体开发上,使用了许多独特的处理方法和技巧。

《线性代数导引》可供高等学校数学系各专业师生及相关的数学工作者使用。

宇宙的结构与变换:高等数学视角下的几何实在 本书简介 本书旨在为读者提供一个深入且富有洞察力的视角,去理解构成我们所处宇宙的基本数学框架——高等数学。我们不聚焦于特定分支的工具性应用,而是将目光投向那些奠定一切科学与工程基础的宏大概念:连续性、极限、无穷的精确处理,以及变化率的量化描述。 本书的结构设计,旨在逐步引导读者从直观的几何概念出发,跨越到严谨的分析体系,最终触及现代物理学和复杂系统建模的核心思想。我们相信,真正理解高等数学,并非在于熟练掌握公式的推导,而在于掌握其背后的思维范式——即如何用精确的语言描述和预测自然界中永恒的“流动”与“变化”。 第一部分:量化运动的基石——微积分的精确定义 本部分将深入探讨高等数学的两个核心支柱:微分学和积分学。不同于许多初级教材侧重于公式应用,我们强调其几何意义和物理内涵。 1.1 极限与连续性的悖论:无穷的精确度量 我们将从“无穷小”这一古老而迷人的概念出发,引入$epsilon-delta$ 语言的严谨性。读者将学习如何用集合论的工具来精确定义函数的极限,理解函数的连续性并非仅仅是“没有断点”,而是对输入微小扰动下输出稳定性的严格保证。我们将探讨有界闭区间套定理和魏尔斯特拉斯极值定理的深刻意义,它们是证明许多后续重要结论的基石,揭示了在有限约束条件下,连续函数所固有的规律性。 1.2 瞬时变化的艺术:导数的本质 导数被引入为衡量函数在某一点上变化速率的工具。本书将详细分析导数的几何意义(切线的斜率)和物理意义(瞬时速度)。我们不会止步于基本函数的求导法则,而是深入研究链式法则的深层结构——它如何描述复合过程中的依赖关系。更进一步,我们将探讨高阶导数的概念,它们如何揭示曲线的凹凸性(二阶导数)以及更精细的变化趋势。 1.3 积累与面积的精确量化:黎曼积分的构建 积分学的引入,旨在解决“求和”的极限问题。我们不会简单地将定积分定义为面积,而是构建黎曼和的极限过程。这一过程要求读者精确理解如何划分区间、如何选取样本点,以及当划分趋于无穷细密时的收敛性。我们将证明微积分基本定理——牛顿与莱布尼茨的伟大发现——它揭示了微分与积分之间深刻的对偶关系,是人类思维史上最精妙的联结之一。我们还将讨论反常积分,即涉及无穷区间或函数不连续点时的积分处理方法,这为处理无限累积问题提供了必要的工具。 第二部分:超越一维的分析:多变量函数与空间几何 一旦理解了单变量函数的动态特性,我们将视野扩展到多维空间。高等数学的核心挑战在于,如何将一维的确定性推广到复杂的多变量系统中。 2.1 多元函数的结构与偏导数 本书将详细介绍偏导数的概念,这标志着我们开始考察函数在不同方向上的独立变化趋势。通过方向导数,我们将引入梯度向量的概念。梯度不仅仅是一个向量,它是函数值增长最快的方向的指示器,是理解多维地形图的关键所在。我们还将探讨多变量链式法则的复杂结构,以及如何利用Hessian矩阵来分析高维曲面的极值和曲率。 2.2 路径、曲面与场论的萌芽 本部分将引入参数方程来描述曲线和曲面,并将积分的概念扩展到这些对象上。线积分和面积分的引入,使我们能够计算沿特定路径的累积效应(如功的计算)或穿过特定曲面的通量。这部分内容为后续的物理学和工程学应用(如流体力学、电磁学)奠定了严格的分析基础。 第三部分:无穷序列的精确控制与收敛性 无穷序列和无穷级数的收敛性是高等数学中对“无穷”处理最精妙的部分。 3.1 序列的极限与级数的收敛判据 我们将严谨地分析数列的收敛性,重点关注单调有界定理的威力。随后,我们将转向无穷级数。读者将学习各种收敛性判据(如比值检验、根值检验、积分检验),理解为何有些无穷和能够收敛于一个确定的有限值,而另一些则会发散到无穷。 3.2 强大的工具:幂级数与函数的解析表示 本书的重点之一是泰勒级数和麦克劳林级数。我们不仅会计算常见函数的展开式,更会深入探讨泰勒定理的余项,以精确界定用有限项近似无穷级数的误差。幂级数提供了一种将复杂函数(如指数、三角函数)转化为多项式形式的能力,这在解析求解微分方程和逼近复杂计算中具有不可替代的地位。我们将讨论收敛半径的概念,它定义了这种解析表示法的有效范围。 结语:从量变到质变 本书不提供任何关于矩阵代数、向量空间或线性变换的论述。我们的目标是奠定分析学的坚实基础。通过对极限、导数、积分和无穷序列的深入研习,读者将掌握一种看待世界的方式——即认识到宇宙万物,无论宏观还是微观,其内在规律都可以被精确地量化,并用连续且严谨的数学语言清晰地表达出来。本书的最终目标是培养读者对“变化”的精确直觉和对“无穷”的严谨掌控力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我是一名工科研究生,在接触这本书之前,我已经翻阅过好几本标准教材,它们大多侧重于理论的严密性和证明的完备性,对于我这种需要快速应用到工程问题中的读者来说,显得过于繁琐和脱节。然而,《线性代数导引》这本书,在保证数学严谨性的前提下,做到了惊人的“实用主义”。它花了大量的篇幅去探讨那些在实际算法中至关重要的部分,比如奇异值分解(SVD)的应用,以及如何利用数值稳定的方法去求解大规模线性系统。书中关于数值线性代数的讨论,虽然篇幅不长,但点出了核心要害,让我对数值计算中的误差分析有了更深的认识。我尤其欣赏它在讲解迭代法时,对收敛速度和稳定性的对比分析,这在很多理论教材中往往是一笔带过。这本书的价值在于,它不仅仅告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“为什么这样用”以及“如何用得更好”。对于需要将线性代数知识转化为解决实际工程难题的同行们,这本书提供了另一条清晰、高效的路径。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的教学法角度来看,《线性代数导引》是一本极其富有创新精神的教材。它没有完全遵循传统的“定义-定理-证明-例题”的标准流程。相反,它常常先从一个非常具体、甚至有点“反直觉”的问题出发,然后引出解决该问题所需要的理论工具,最后才系统地归纳出一般性的结论。这种“问题驱动”的学习模式,极大地激发了我探索“为什么”的好奇心。比如,它在讲解特征值和特征向量时,先展示了系统稳定性和振动分析中的实际意义,而不是像别处那样,上来就定义矩阵的特征方程。这种叙事手法让理论的学习不再是孤立的知识点堆砌,而是有血有肉、有目的性的知识建构过程。这本书对于那些害怕数学理论过于枯燥的自学者来说,简直是一剂良药,因为它让你始终保持着一种“为解决某个问题而学习”的状态,学习的动力自然也就源源不断了。

评分☆☆☆☆☆

这本《线性代数导引》简直是为我这种数学“小白”量身定做的!我一直觉得线性代数是大学数学里最难啃的骨头之一,那些向量、矩阵、特征值什么的,听起来就让人头大。但这本书的叙述方式非常平易近人,完全没有那种高高在上的学术腔调。作者似乎非常理解初学者的困境,总能用非常生活化的例子来解释抽象的概念。比如讲到矩阵乘法时,他没有直接丢出一堆公式,而是用了一段关于库存管理的场景来铺垫,让我一下子就明白了为什么要那样运算。再比如,讲解线性变换时,他用了大量的图形和几何直觉来辅助理解,而不是一味地依赖代数推导。这本书的结构安排也很有匠心,循序渐进,每一章的内容都搭建在前一章的基础上,让人感觉每一步都走得很扎实。阅读体验非常流畅,完全没有那种“卡壳”的感觉。对于想真正搞懂线性代数底层逻辑,而不是死记硬背公式的人来说,这本书绝对是首选。我甚至觉得,如果高中数学阶段就能接触到这样讲解方式的教材,我的大学数学学习体验可能会完全不同。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计实在是太“反直觉”了,但效果却出奇地好。一般来说,数学书籍的版式都是严肃、紧凑的,恨不得把每一寸空间都塞满符号。但《线性代数导引》似乎在刻意留白,图示和文字的比例调整得非常精妙。很多关键的定理和定义都被用醒目的加粗或者颜色框突显出来,但在证明过程的细节上,它又不像传统教材那样步步紧逼,而是给出清晰的思路导向,鼓励读者自己去完成中间的跳跃。这种“留白”的设计,反而迫使我必须主动思考和消化内容,而不是被动地跟随作者的推导。我感觉自己像是在和一位经验丰富的导师对话,他不会替你做所有的事情,但会引导你找到正确的方向。对于那些在阅读过程中容易走神或者需要大量视觉辅助的学习者来说,这种设计极大地提升了阅读的专注度和有效性。它成功地将一本看起来很“硬核”的学科,变得“好看”且易于接受。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认,我在阅读这本书的过程中,遇到了一个极大的挑战,那就是它对“直觉”的培养要求非常高。这本书似乎并没有预设我们对线性代数的任何先验知识,从最基本的向量空间定义开始,就构建了一套完整且逻辑自洽的理论体系。但它的难点在于,它不断地在提醒我们,线性代数的本质是关于“空间”和“映射”的几何理解,而不是一堆数字的运算。在我读到高维空间中的子空间投影那一章时,作者通过一系列巧妙的类比,试图让我“看见”那个九维或十维的空间。虽然我最终理解了数学上的推导,但那种“看透”的感觉,需要我反复回味和在脑海中构建模型。这本书的难度不在于它使用了多么晦涩的术语,而在于它不断挑战我们从二维、三维的直观思维中跳脱出来。对于已经学过一些线性代数,但停留在计算层面的读者,这本书提供了一次深度“重塑”认知的机会,但前提是你必须准备好投入时间去进行这种深层次的思维重构。

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