Linear Algebra Thoroughly Explained

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出版者:
作者:Vujicic, Milan
出品人:
页数:288
译者:
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价格:765.00
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isbn号码:9783540746379
丛书系列:
图书标签:
  • 线性代数
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  • 矩阵
  • 向量
  • 线性方程组
  • 特征值
  • 特征向量
  • 行列式
  • 向量空间
  • 内积空间
  • 正交性
  • 线性变换
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具体描述

《矩阵的奥秘:从基础到应用》 本书旨在为读者揭示线性代数这一数学分支的深刻魅力。我们将从最基本的概念入手,例如向量、矩阵和向量空间,逐步深入到更为抽象和强大的理论,如线性变换、特征值与特征向量、以及矩阵的对角化。我们相信,通过严谨的定义、清晰的阐释以及丰富多样的例证,读者将能够构建起对线性代数坚实而全面的理解。 第一部分:基石——向量与矩阵的初步探索 本部分将为读者打下坚实的理论基础。我们将首先介绍向量,作为空间中的基本元素,深入探讨向量的加法、数乘、点积等基本运算,以及它们的几何意义。在此基础上,我们将引入矩阵,一种组织数系的有力工具。读者将学习矩阵的类型(如方阵、对称矩阵、单位矩阵等)、矩阵的加法、数乘以及至关重要的矩阵乘法,理解矩阵乘法背后隐藏的线性变换的本质。此外,我们还将讨论矩阵的转置、迹以及行列式的计算和性质,为后续更复杂的概念铺平道路。 第二部分:线性变换的视角——映射与变换的本质 线性代数的核心在于研究线性变换。本部分将深入探讨线性变换的概念,理解它如何将一个向量空间映射到另一个向量空间。我们将展示如何用矩阵来表示线性变换,从而将抽象的几何变换转化为具体的代数运算。读者将学习到复合变换、逆变换等概念,并理解矩阵的秩与线性方程组解的个数之间的深刻联系。我们将通过几何例子,如旋转、伸缩、投影等,直观地展示线性变换的作用,帮助读者建立起空间感和几何直觉。 第三部分:解构与重塑——特征值、特征向量与对角化 本部分将带领读者进入线性代数更为精妙的领域——特征值与特征向量。我们将解释特征值和特征向量在理解线性变换的“不变方向”上的重要性,以及它们如何揭示矩阵的内在结构。通过一系列计算方法,读者将学会如何求解矩阵的特征值和特征向量。在此基础上,我们将引入矩阵的对角化概念。理解矩阵何时可以被对角化,以及对角化对简化矩阵运算和分析其行为的巨大作用。我们将展示对角化在解决微分方程、图像处理等领域的广泛应用。 第四部分:理论的延伸与应用——向量空间、子空间与线性方程组 本部分将对前述概念进行延伸和深化。我们将更系统地介绍向量空间的抽象概念,以及子空间的定义和性质。读者将学习到线性无关、基、维数等核心概念,理解向量空间结构的丰富性。我们将详细讨论线性方程组的求解,从高斯消元法到矩阵的LU分解,帮助读者掌握系统性地解决代数方程组的技巧。我们将深入分析方程组解的结构,包括自由变量、特解和通解,并探讨在实际问题中如何构建和解释线性方程组。 第五部分:深入探索——内积空间、正交性和最小二乘法 在掌握了基本概念后,本部分将进一步拓展线性代数的视野。我们将引入内积空间的概念,它在向量空间中引入了长度和角度的概念。读者将学习到各种内积的定义,以及正交基、施密特正交化等重要方法。正交性在信号处理、数据分析等领域有着至关重要的作用。最后,我们将详细阐述最小二乘法,一种处理超定方程组和进行数据拟合的强大工具,并展示其在回归分析、图像恢复等方面的实际应用。 本书特点: 循序渐进的结构: 从最基础的概念开始,逐步构建起复杂的理论体系,确保读者能够稳步学习。 丰富的例证: 大量结合几何直观和实际应用的例题,帮助读者将抽象的数学概念与现实世界联系起来。 严谨的数学表述: 在保持易于理解的同时,严格遵循数学的严谨性,为读者提供扎实的理论基础。 关注数学思想: 不仅教授计算技巧,更注重培养读者对线性代数背后数学思想的深刻理解。 为进阶学习打下基础: 本书内容涵盖了线性代数的核心,为读者进一步学习数值分析、泛函分析、机器学习等高级课程奠定坚实的基础。 无论你是初次接触线性代数,还是希望系统性地回顾和深化理解,本书都将是你不可多得的学习伙伴。它将带领你穿越抽象的符号和公式,领略线性代数在科学、工程、经济、计算机科学等众多领域中的强大力量与普适性。

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读后感

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用户评价

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这本书的实用性也令人惊喜。很多理论书籍读完后总感觉“纸上谈兵”,真正需要解决问题时却无从下手。但这本书在每章的末尾都精心设计了一系列练习题,这些习题的难度分布非常合理,从基础概念的检验,到需要综合运用多个知识点的挑战性问题,应有尽有。更关键的是,它对解题思路的引导非常到位,很多难题的解析部分,更像是一次微型的案例分析,展示了如何将抽象的数学语言转化为解决实际问题的步骤。我用这本书来准备我的研究生入学考试,效果比预想中好得多,它不仅帮我巩固了基础,更重要的是,它培养了我从多角度审视线性代数问题的能力,让我对这个领域充满了探索的欲望,而不是单纯的畏惧。

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我必须承认,起初我对这本书的期望值并不高,毕竟“Thoroughly Explained”这个标题听起来总有点夸大其词的意味。然而,当我真正沉浸在它的内容中时,才发现这种“彻底”并非空泛的口号,而是体现在每一个细节上的。作者似乎非常善于捕捉初学者最容易产生困惑的点,并提前预设好这些疑问,然后在接下来的章节中巧妙地加以解答。比如,在讲解行列式的几何意义时,它没有直接抛出复杂的定义,而是从二维平面上的面积变化、三维空间中的体积变换入手,一步步引导读者理解其背后的深刻内涵,这种循序渐进的教学方法,极大地降低了学习曲线的陡峭程度。阅读过程中,我经常会因为一个巧妙的比喻或一个形象的图示而会心一笑,那种豁然开朗的感觉,是很多其他资料无法给予的。

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这本书的封面设计真是别出心裁,那种简约中带着一丝复古的气息,让人一眼就觉得这不是一本平庸的教科书。我是在一个偶然的机会下接触到它的,当时正在为即将到来的期末考试焦头烂额,急需一本能把那些抽象概念掰开了、揉碎了讲清楚的书。拿到书后,我首先被它排版布局的精妙所吸引。不同于市面上那些充斥着密密麻麻公式和晦涩难懂符号的教材,这本书在关键概念的引入和解释上,显得格外有条理和耐心。它似乎深谙“授人以渔”的道理,不仅仅是告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“为什么会是这样”,这种深入骨髓的解释方式,让很多原本在我脑海中模糊不清的向量空间、特征值和特征向量,一下子变得清晰透明起来,仿佛拨开云雾见到了蓝天。

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这本书的行文风格有一种独特的魅力,它不像传统的教科书那样冷冰冰、公式驱动,反而带有一种学者的温和与幽默感。在处理一些比较枯燥的线性代数证明时,作者会穿插一些历史背景或者应用场景的介绍,这不仅能让读者在紧张的学习之余得到片刻放松,更能将理论与实践紧密联系起来,让人明白这些看似高深的数学工具是如何在现实世界中发挥作用的。特别是关于矩阵分解的部分,它没有满足于给出公式的推导过程,而是深入探讨了不同分解方法(如SVD)背后的几何直觉,这种深度挖掘的努力,对于希望未来从事数据科学或工程领域研究的读者来说,无疑是巨大的财富。它让我们不再将线性代数视为一个孤立的数学分支,而是一个理解世界的有力工具。

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说实话,市面上很多线性代数的书都陷入了“为了证明而证明”的怪圈,把精力都花在了复杂的定理和繁琐的演算上,却忽略了对核心思想的构建。而这本让我印象深刻的地方在于,它始终聚焦于“结构”本身。作者似乎非常清楚,线性代数的核心在于理解向量、线性变换以及它们如何共同构建起一个具有内在规律的系统。对于子空间、基、维度的讨论,它做得尤为出色,用一种近乎哲学思辨的方式,引导读者思考“什么是真正的自由度”。我特别欣赏它在讲解线性方程组解空间时所展现出的清晰度,它不像某些书那样只是简单地给出高斯消元法的步骤,而是深刻揭示了该方法背后的列空间与零空间的关系,这种对底层逻辑的执着追求,是这本书最宝贵的价值所在。

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