“三人务于精熟,而亮独观其大略”。

此话出自《魏略》。讲的是诸葛亮在荆州与石广元、徐元直、孟公威俱游学时,诸葛亮与其他三人不同的学习方法。


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(1)

诶这张好像不是诸葛亮


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(2)

来了老弟

应用到线性代数学习上,也是一样的操作。线性代数偏重于理解,很抽象,很杂,很繁,很烦。除开少部分天赋异禀的平推型选手,很多人应该都需要先观其大略,有了直观的大体的掌握,再去细细地计较一些具体操作,才能深刻理解这门学科。


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(3)

“线性代数好难”共搜索到2400000个

简单地说就是,这不是一系列很严谨正确但是看不懂的文章

国内教科书大多从行列式讲起,国外则不是,Sheldon Axler的《Linear Algebra Done Right》(中文译名“线性代数应该这样学”)完全抛弃了矩阵和行列式的概念,深入到最本质的向量空间,讲的更清楚。


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(4)

就是这本


我们先学习这本,然后再学习MIT的《Linear Algebra and ItsApplications》(中文译名“线性代数及其应用”)。也就是说,先理解向量空间,再练熟矩阵运算。这两本书还不算浅显,我想写的再浅显一点,这是我的初衷。

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(5)

还有这本

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(6)

评价,看看就好

高能预警!!!!!!!!

1.2.3,开始吧。

慢着,和该书一样,本文的“数”,既可以是实数,也可以是复数。

好我们正式开始。

1.1向量空间

向量空间是集合。

向量空间是集合。

向量空间是集合。

向量空间是什么的集合?向量的集合。向量?想象成箭头就好了。

向量空间就是平面,你想想看,很多很多很多很多箭头密密麻麻在纸上排列,不就是向量空间吗?

但是我们不能止于此,我们还要研究高维的向量空间。这要引入组的概念。

1.2组

组就是,排列,大家想象成坐标就好啦。在线性代数里面,就是把一个一个坐标里面的数字换成向量就好了。

关于组我们需要了解什么呢?

组和集合的对比:

组有顺序,可重复,集合对这两点没有要求。例如,组(3,5)和(5,3)是不相等的,但是集合{3,5}和{5,3}是相等的。组(4,4)和(4,4,4)是不相等的(它们的长度不同),而集合{4,4}和{4,4,4}都等于集合{4}。

注意,组的对象可以是数,也可以是点,也可以是向量。如果组的元素是数,那么组就相当于是向量,组的集合就是向量空间。如果组的元素是向量,那么组就是元素有顺序的向量空间。

1.3向量

大家学线性代数,向量及其运算肯定知道吧...

1.4向量空间(记作V)

诶之前不是有一个向量空间吗?

刚刚是彩排,我们现在正式请出我们第一章的主角,向量空间。

凡事有根基,我们一般说V是R或者C上的向量空间,不能直接说V是向量空间。意思就是,V中组(向量)的坐标、组(向量)的系数,是实数或者复数。

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(7)

这里提到了一个“加法单位元”’、“乘法单位元”和“加法逆”。定义了这些,就可以运算,就像我们定义了1 1=2,那么所有的数都可以做加法。

1.5多项式

多项式这个概念,大家初中就学过吧。

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(8)

组的元素可以是一个多项式,这里看作多项式函数嘛,取不同的自变量,有不同的函数值,每一个函数也可以作为元素来定义向量空间。

1.6向量空间的性质

(1)向量空间有唯一的加法单位元

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(9)

这种叫“同一法”,很多人会觉得数学一开始各种概念的证明很难,其实这些是有套路的,“同一法”在证明唯一性问题的时候就很常见。就是先假设有两个加法单位元,然后利用加法单位元的性质去做加法运算,从而证明它们实际上是一样的。

(2)向量空间每个元素有唯一的加法逆

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(10)

也是“同一法”。

(3)

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(11)


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(12)

你们看,这里用了之前的加法逆的性质,这也是一种思想,就是我们去证明一个高阶的问题的时候可以从低阶开始探索。

(4)

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(13)

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(14)

(5)

线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(15)


线性代数必背知识点和总结(线性代数应该这样学解读)(16)

我们注意到,(4)和(5)的证明关乎标量乘法和向量加法,所以一定要用到结合这两者的分配律。

我们下期再见!

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