线性代数的计算与物理意义

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一、行列式

1.1 行列式概念

二阶行列式的出现:求解二元一次方程组(因此可以很容易理解同解变形)

1.2 行列式性质

同解变形(初等行变换):

  • 将两个方程组的位置互换
  • 某方程乘一个非0的常数
  • 讲一个方程的k倍加到另一个方程

1.3 展开公式*

1.4 克拉默法则(行列式应用:解线性方程组)

$$ \begin{cases} a_{11}x_1&+&a_{12}x_2&+&\cdots&+a_{1n}x_n&=&b_1\\ &&&&\vdots\\ a_{n1}x_1&+&a_{n2}x_2&+&\cdots&+a_{nn}x_n&=&b_n& \end{cases} $$

如果系数行列式$D=\vert A \vert\neq0$ ,则方程组有唯一解。且$x_1 = \frac{D_1}{D}, …x_n = \frac{D_n}{D}$。其中$D_i$就是将常数项取代第$i$列后的系数行列式。

推论1: 若齐次方程组(常数项都为0)的系数行列式不为0,则方程组有唯一零解。

推论2: 若齐次方程组有非零解,则系数行列式为0.

二、矩阵

2.1 概念、运算

矩阵是一个表格

运算:加减法、数乘、矩阵乘法、转置

  • 单位矩阵E(对角线为1)相当于算术运算中的1
  • $\alpha\alphaT$为对称矩阵,$\alphaT\alpha$为平方和,$\alphaT\alpha$为$\alpha\alphaT$的迹(对角线之和),$(\alpha\betaT)T=\beta\alpha^T$。
  • 向量相乘得到的矩阵秩为1。
  • $\vert AB\vert=\vert A\vert\cdot\vert B\vert$

2.2 伴随矩阵、可逆矩阵

2.3 初等变换、初等矩阵

2.4 分块矩阵

2.5 方阵的行列式

矩阵的秩

三、向量(难点)

方程组的解

相关,无关,秩

怎么理解矩阵的秩

秩为1的矩阵的特征值:一个是它的迹,另外两个为0。

向量空间:

平面–三元一次方程

曲面–二次型

考过的题:

过渡矩阵、空间维数、基

$r(A)=r(\bar{A})=2$三个平面可能是哪一图形

给曲面图形,求正的特征值

给曲面方程,求参数

给二次型,说曲面名称

四、方程组(重点)

五、特征值(重点)

六、二次型(重点)

二次型和特征值的关系

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