《线性代数》学习过程中的思考之一

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nannalee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  《线性代数》是理工类、经管类等非数学专业的重要基础课程.其主要任务是夯实数学基础,培养学生的逻辑思维、定量分析、科学计算的数学能力,提高数学素养.
  矩阵是《线性代数》中最基本也是最重要的概念之一,几乎《线性代数》的所有概念或应用中都可以见到矩阵的身影.作为矩阵的核心,矩阵的初等变换极其重要,本文将对矩阵的初等变换做以简单介绍与总结.
  一、矩阵初等变换的定义
  已知任意矩阵Am×n,以下三种变换:
  1.交换Am×n的任意两行(列);(记为:rirjorcicj)
  2.用任意非零常数k数乘Am×n的某一行(列);(记为:kriorkci)
  3.将Am×n某一行(列)的k倍加至Am×n的另一行(列).(记为:kri rjorkci cj)中,对行进行的称为矩阵Am×n的初等行变换,对列进行的称为矩阵Am×n的初等列变换,统称为矩阵Am×n的初等变换.
  二、矩阵初等变换的应用
  1.将任意矩阵Am×n化为特殊矩阵:
  Am×n 初等行(列)变换 阶梯形矩阵B 初等行(列)变换 行最简型矩阵C
  初等行(列)变换 等价标准型矩阵D= I OO O .
  2.求任意矩阵Am×n的秩r A
  步骤:(1)Am×n 初等变换 阶梯形矩阵B;
  (2)r B =B的非零行数=r;
  (3)r B =r A =r
  3.求可逆矩阵An×n的逆矩阵
  步骤:(1)拼接: AIn
  (2)初等行变换: AIn 初等行变换 InA-1
  (3)因为An×n可以经过初等行变换化为n阶单位矩阵In,所以An×n可逆,并且n阶单位矩阵In经过相同的初等变换可变为A-1;否则,即若An×n不可以经过初等行变换化为n阶单位矩阵In,那么,An×n不可逆.
  注:以上可称为逆矩阵的初等行变换法,同理,可以给出初等列变换求逆矩阵的方法.
  4.矩阵的初等变换在消元法求解线性方程组Am×nX=b中的应用:
  (1)线性方程组有解判别定理:Am×nX=b有解r A =r Ab =r;若r=n方程组有唯一解,若r  (2)消元法求解线性方程组Am×nX=b.
  5.矩阵初等变换在向量组线性表示与向量组线性相关性中的应用
  (1)判断向量能由向量组线性表示的定理:
  列向量β能由列向量组α1,α2,…,αn线性表示由列向量组α1,α2,…,αn拼接的矩阵的秩=由列向量组α1,α2,…,αn与列向量β拼接的矩阵的秩.
  (2)判断列向量组α1,α2,…,αn线性相关性定理:
  列向量组α1,α2,…,αn线性相关由列向量组α1,α2,…,αn拼接的矩阵的秩<向量组中的向量个数n.
  6.利用矩阵的初等变换求向量组的秩与极大线性无关组
  7.求矩阵的特征值与特征向量
  8.矩阵的对角化问题
  9.矩阵的初等变换法化二次型为标准型
  其实,有的同类教材里,也将类似于矩阵初等变换的行列式中的三个性质,称为“行列式的初等变换”.
  三、小 结
  从以上矩阵的初等变换的应用我们看到,它几乎贯穿《线性代数》的始终,掌握矩阵的初等变换的应用,是掌握《线性代数》课程主要运算的方法之一,也是学习这门课程的一个捷径吧!
其他文献
【摘要】 高考数学立体几何占有一定的比重,在整个高中知识体系中也具有一定的地位. 笔者从一道三明市质检题中,总结了几点思考,摸索出高考立体几何命题的几个热门趋势. 此外笔者发现,在数学教学中教师应该引导学生注重“双基”的掌握,注意创新能力的培养.  【关键词】 立体几何;创新;双基;知识点的交汇;存在性问题  立体几何作为高中数学几大主干知识之一,是各省高考数学必考的一块内容,在整个高中数学体系中
案例背景  课程改革后,估算受到普遍的重视,加强估算可以发展学生对数的认识,并对数感的培养具有重要的意义. 但在估算教学中一直存在着许多的误区和困惑,估算方法单一,教学效果并不理想. 自学校启动校本教研后,对估算教学我展开了深入细致地研究,我发现实际上估算的方法是多种多样的,应根据具体的情境和要解决的问题选择合适的估算方法. 那么如何在教学中引导学生探究估算的方法,鼓励解决问题策略的多样化,培养估
【摘要】 精妙的教学语言能吸引学生的注意力,调动学生的积极性,对教师教好一节课和学生学好一个知识点有很大的帮助. 本文就数学课堂教学语言的有效性做初步的探讨.  【关键词】 数学课堂;教学语言;科学性;启发性;艺术性  教师的课堂教学语言是其教学观念、教学思想的直接体现,是教师广泛使用的信息载体. 教师在课堂教学过程中,不仅向学生传授了知识,也促进了师生之间的信息传输和情感交流.  一、杜绝“模糊
估算教学是小学数学中一个较难掌握的知识点,估算在日常生活中也有着重要而广泛的应用,它有利于人们事先把握运算结果的范围. 培养学生的估算意识和技能是培养学生数感的重要方面. 但估算又是一年级学生学习的难点,让学生在没有生活经验和数感能力不强的情况下学习估算有很大难度,因此,本人在教学中注重创设问题情境,让学生亲自参与体验,起到事半功倍的效果.  片断一 (多媒体显示课本上的图)星期日,王雯杰(本班班
在初中数学教学过程中,解题的过程是感知的过程,是理解的过程,是评价的过程,是创造的过程. 在这个过程中,主体在一定的情境中通过感知、联想和想象历练自己,久炼成钢. 要炼的主体是学生,而不是教师的越俎代庖.  一、启迪:姜文教子阿克苏  今天在手机上看到一则微信:《姜文教子:带着孩子远离京城,去新疆阿克苏》.  姜文的两个儿子一个六岁,一个四岁,在家被长辈宠溺,还有专职保姆伺候,儿子在家如龙似虎,出
【摘要】乘法分配律的教学是在学习乘法和加法的交换律与结合律的基础上进行的.目的是让学生对大量运算中的一类特殊的积和运算进行概括,使学生的计算在积累一定经验之后上升到一种理性认识,在小学阶段渗透恒等变换的思想,从而更好地发展数与代数的运算能力,有效提升学生的数感.  【关键词】计算教学;数感;案例;反思  一、教学设想——教学目标  (一)注重算理和算法教学的同时,体现速算  《数学课程标准》对计算
【摘要】一次函数y(x)=kx(k>1)是最简单而又最重要的函数,然而集A=B的含义表明世人几百年来一直搞错了此类y的值域——百年病态集论的症结.  【关键词】中学数学重大错误;推翻百年集论;用而不知的“更无理”数;变数的变域  “科学”共识:数学尤其是“非常成熟”的初等数学领域绝不可有颠覆性创新.中学几百年函数“常识”:定义域=[0,1]的y=2x的值域=[0,2].推翻此“常识”的“反科学”的
最近发展区 理论在现在的教学过程中应用得越来越多,这一理论要求教师在教学设计时,应以学生的最近发展区为契机和平台,激发学生的思维操作,进而提升学生的数学认知水平和能力.在教学过程中,把数学教学的侧重点从学生已经完成的发展过程转移到正在形成或成熟的发展过程,了解学生某一知识和能力形成的最佳期限,抓住数学认知发展的关键期,并在该知识和能力形成时对学生施以最大影响,从而促进学生数学能力提升.现以椭圆及其
“观察物体”是新课标中新增的学习内容,属于“图形与几何”的领域. 在日常的教学中,由于受教材的影响,不少教师“看到”学生会根据“实物图”连一连分别从正面、左面、上面观察的图形,就认为达到教学目标了,存在着“走马观灯”的现象. 这样的教学设计与实践,学生的认知基本上没有得到更多更好的发展,空间观念的培养也流于形式. 基于此,为进行有效的教学,心须了解学生的学习起点.  一、教学前测  本次前测共3题
【摘要】学习对象是自然界中的客观存在体,自然属性和社会属性特征显著,其实践过程与其他个体之间紧密联系和配合,是群体性集体活动.课堂教学必须包括合作交流、小组讨论等活动环节.本文作者结合“不等式”章节教学活动,就实施合作性教学策略进行了简要论述.  【关键词】不等式章节;教学活动;合作性教学策略;实施  学习对象是课堂构建的要因素之一,其实践探索进程中,包含了自身个体独立探索实践和个体之间集体合作协