具体描述
线性代数和矩阵理论基础 Linear Algebra and Matrix Theory
Series: Dover Books on MathematicsPaperback: 288 pagesPublisher: Dover Publications (October 17, 2012)Language: EnglishISBN-10: 0486623181ISBN-13: 978-0486623184Product Dimensions: 134.62 x 200.66 x 15.24mm | 317.51g
内容简介
Advanced undergraduate and first-year graduate students have long regarded this text as one of the best available works on matrix theory in the context of modern algebra. Teachers and students will find it particularly suited to bridging the gap between ordinary undergraduate mathematics and completely abstract mathematics.The first five chapters treat topics important to economics, psychology, statistics, physics, and mathematics. Subjects include equivalence relations for matrixes, postulational approaches to determinants, and bilinear, quadratic, and Hermitian forms in their natural settings. The final chapters apply chiefly to students of engineering, physics, and advanced mathematics. They explore groups and rings, canonical forms for matrixes with respect to similarity via representations of linear transformations, and unitary and Euclidean vector spaces. Numerous examples appear throughout the text.
好的,下面为您提供一份关于一本假设的、不包含【中商原版】线性代数和矩阵理论基础 Linear Algebra and Matrix Theory 内容的图书的详细简介。 --- 《高等数学中的向量空间与几何变换:深入解析与应用》 本书聚焦于微积分与解析几何范畴内,向量空间概念的初步构建及其在二维及三维空间中的几何应用。本书旨在为初学者构建坚实的线性代数思维基础,侧重于直观理解和几何解释,而非纯粹的代数运算的深入挖掘。 第一部分:基础概念的几何构建 第一章:数域与向量的初步概念 本书从最基础的数域(实数域 $mathbb{R}$)出发,引入二维笛卡尔坐标系。我们详细探讨了二维向量的几何表示、加法和数乘的几何意义。重点放在向量的平行性、共线性和基矢(如 $mathbf{i}, mathbf{j}$)的选择对坐标表示的影响。 几何直观: 向量被视为带有方向和长度的“箭头”,而不是仅仅是数对。 坐标系统的依赖性: 初步讨论不同基选择对向量表示的影响,强调向量本身的几何实体是不变的。 线性组合的几何意义: 阐释两个向量的线性组合如何在平面上生成所有点或一条直线。 第二章:平面上的线性依赖与基 本章将平面上的向量系统提升到更严谨的层面。我们引入线性组合、线性包(Span)的概念,并据此定义线性相关与线性无关。 线性无关性的几何解释: 讨论在二维空间中,哪些向量集可以“张成”整个平面,哪些只能张成直线或一个点。 基(Basis)的定义与唯一性: 详述为什么一组线性无关且张成空间的向量集构成该空间的基,并证明在给定空间中,基的数量(即维度)是唯一的。 维度(Dimension)的概念: 通过对 $mathbb{R}^2$ 空间的分析,确立维度是描述空间“大小”的关键度量。 第三章:内积与几何度量 向量空间不能仅凭加法和数乘来描述,距离和角度的度量同样重要。本章集中于引入内积(特别是标准点积)的概念及其几何含义。 点积(Dot Product)的定义与计算: 介绍代数计算公式,并深入剖析其几何定义——模长和夹角的余弦。 正交性(Orthogonality): 阐述点积为零意味着两个向量在几何上相互垂直。这是后续正交基概念的基石。 向量投影: 详尽讲解一个向量在另一个向量方向上的投影,这在物理学和工程学中有直接应用。 第二部分:从二维到三维的推广与几何变换 第四章:三维空间中的向量与坐标系 我们将前两章的理论自然推广到 $mathbb{R}^3$。重点在于理解三维空间的结构和非平面性。 三维基: 介绍标准正交基 $mathbf{i}, mathbf{j}, mathbf{k}$。 叉积(Cross Product)的引入: 叉积作为三维空间特有的运算,其结果是一个同时垂直于原两个向量的向量。本书着重分析叉积的几何意义(平行四边形的面积与方向)和代数计算。 混合积与立体几何: 利用混合积(标量三重积)计算平行六面体的体积,巩固对三维空间结构的直观理解。 第五章:线性变换的几何视角 本章是本书的连接点,它将代数运算与几何操作紧密结合起来。我们不讨论抽象的线性映射,而是专注于作用在 $mathbb{R}^2$ 和 $mathbb{R}^3$ 上的具体几何变换。 线性变换的性质: 证明线性变换保持向量的加法和数乘结构(即保持直线和原点不变)。 基础变换的矩阵表示: 详细推导旋转、反射、投影和剪切等基本变换在标准基下的对应矩阵。 变换的复合: 理解矩阵乘法如何对应于几何变换的依次执行。 第六章:相似变换与特征值(初步探索) 本章对后续更深入的矩阵理论做一个温和的介绍,着重于变换对空间“拉伸”或“压缩”的特性。 不变方向: 探讨某些向量在经过线性变换后,其方向保持不变(或反向)的情况。 特征值与特征向量的几何解释: 将特征向量定义为线性变换作用下方向不改变的向量,特征值则描述了该方向上的缩放因子。本书在此仅限于 $2 imes 2$ 矩阵的求解,目的在于理解其几何意义,而非求解高维复杂系统的特征分解。 附录:高等代数预备知识回顾 本附录简要回顾了多项式除法、复数的几何表示以及解线性方程组(高斯消元法)的基础步骤,为读者理解后续章节的代数推导提供必要的工具支持。 --- 本书特点: 1. 强调几何直观: 几乎所有的概念都首先通过二维或三维空间的图像和物理模型进行解释。 2. 运算适度: 避免了复杂的抽象向量空间理论(如商空间、对偶空间)和高阶矩阵理论(如Jordan标准型、奇异值分解的详细推导)。 3. 应用导向: 所涉及的应用(如投影、三维空间刚体运动的初步分析)均基于易于可视化的低维空间。 本书适合大学理工科非数学专业学生(如工程学、计算机图形学入门、物理学初级课程)作为第一本接触向量空间概念的教材,旨在铺平通往更高级线性代数课程的道路。