线性代数知识点总结

时间:2024.4.21

线性代数知识点总结

第一章  行列式

(一)要点

1、二阶、三阶行列式

2、全排列和逆序数,奇偶排列(可以不介绍对换及有关定理),n阶行列式的定义

3、行列式的性质

4、n阶行列式,元素的余子式和代数余子式,行列式按行(列)展开定理

5、克莱姆法则

(二)基本要求

   1、理解n阶行列式的定义

2、掌握n阶行列式的性质

   3、会用定义判定行列式中项的符号

4、理解和掌握行列式按行(列)展开的计算方法,即

5、会用行列式的性质简化行列式的计算,并掌握几个基本方法:

         归化为上三角或下三角行列式,

         各行(列)元素之和等于同一个常数的行列式,

         利用展开式计算

6、掌握应用克莱姆法则的条件及结论

   会用克莱姆法则解低阶的线性方程组

7、了解个方程个未知量的齐次线性方程组有非零解的充要条件

第二章 矩阵

(一)要点

1、矩阵的概念

  矩阵是一个矩阵表。当时,称阶矩阵,此时由的元素按原来排列的形式构成的阶行列式,称为矩阵的行列式,记为.

注:矩阵和行列式是两个完全不同的两个概念。

2、几种特殊的矩阵:对角阵;数量阵;单位阵;三角形矩阵;对称矩阵

3、矩阵的运算;矩阵的加减法;数与矩阵的乘法;矩阵的转置;矩阵的乘法

  (1)矩阵的乘法不满足交换律和消去律,两个非零矩阵相乘可能是零矩阵。

       如果两矩阵相乘,有,则称矩阵可换。

注:矩阵乘积不一定符合交换

  (2)方阵的幂:对于阶矩阵及自然数

           规定,其中为单位阵 .

       (3) 设多项式函数为方阵,矩阵的多项式,其中为单位阵。

       (4)阶矩阵,则.

       (5)阶矩阵,则

4、分块矩阵及其运算

5、逆矩阵:可逆矩阵(若矩阵可逆,则其逆矩阵是唯一的);矩阵的伴随矩阵记为

矩阵可逆的充要条件;逆矩阵的性质。

6、矩阵的初等变换:初等变换与初等矩阵;初等变换和初等矩阵的关系;矩阵在等价意义下的标准形;矩阵可逆的又一充分必要条件:可以表示成一些初等矩阵的乘积;用初等变换求逆矩阵。

7、矩阵的秩:矩阵的阶子式;矩阵秩的概念;用初等变换求矩阵的秩

8、矩阵的等价

(二)要求

1、理解矩阵的概念;矩阵的元素;矩阵的相等;矩阵的记号等

 2、了解几种特殊的矩阵及其性质

3、掌握矩阵的乘法;数与矩阵的乘法;矩阵的加减法;矩阵的转置等运算及性质

4、理解和掌握逆矩阵的概念;矩阵可逆的充分条件;伴随矩阵和逆矩阵的关系;当可逆时,会用伴随矩阵求逆矩阵

5、了解分块矩阵及其运算的方法

(1)在对矩阵的分法符合分块矩阵运算规则的条件下,其分块矩阵的运算在形式上与不分块矩阵的运算是一致的。

(2)特殊分法的分块矩阵的乘法,例如,将矩阵分块为

,其中)是矩阵的第列,

又如将阶矩阵分块为,其中)是矩阵的第列.

  

   (3)设对角分块矩阵

,均为方阵,

可逆的充要条件是均可逆,,且

6、理解和掌握矩阵的初等变换和初等矩阵及其有关理论;掌握矩阵的初等变换;化矩阵为行最简形;会用初等变换求矩阵的秩、求逆矩阵

7、理解矩阵的秩的概念以及初等变换不改变矩阵的秩等有关理论

8、若矩阵经过有限次初等变换得到矩阵,则称矩阵和矩阵等价,记为.

  矩阵等价当且仅当,在等价意义下的标准型:若,则

          阶单位矩阵。

因此阶矩阵可逆的充要条件为

第三章 线性方程组

(一)要点

   1、n维向量;向量的线性运算及其有关运算律

      记所有维向量的集合为中定义了维向量的线性运算,则称维向量空间。

    2、向量间的线性关系

      (1)线性组合与线性表示;线性表示的判定

      (2)线性相关与线性无关;向量组的线性相关与无关的判定

3、向量组的等价,向量组的秩;向量组的极大无关组及其求法;向量组的秩及其求法

  (1)设有两个向量组

 

 

向量组可以相互表示,称向量组等价。向量组的等价具有传递性。

     (2)一个向量组的极大无关组不是惟一的,但其所含向量的个数相同,那么这个相同的个数定义为向量组的秩。

4、矩阵的秩与向量组的秩的关系

5、线性方程组的求解

(1)线性方程组的消元解法

(2)线性方程组解的存在性和唯一性的判定

(3)线性方程组解的结构

(4)齐次线性方程的基础解系与全部解的求法

(5)非齐次方程组解的求法

(二)要求

1理解n维向量的概念;掌握向量的线性运算及有关的运算律

2、掌握向量的线性组合、线性表示、线性相关、线性无关等概念

3、掌握线性表示、线性相关、线性无关的有关定理

4、理解并掌握向量组的等价极大无关组、向量组的秩等概念;及极大无关组、向量组秩的求法

5、掌握线性方程组的矩阵形式、向量形式的表示方法

6、会用消元法解线性方程组

7、理解并掌握齐次方程组有非零解的充分条件及其判别方法

8、理解并掌握齐次方程组的基础解系、全部解的概念及其求法

9、理解非齐次方程组与其导出组解的关系;掌握非齐次方程组的求解方法

第四章  矩阵的特征值与特征向量

(一)要点

   1、矩阵的特征值与特征向量的定义;特征方程、特征值与特征向量的求法与性质

    2、相似矩阵的定义、性质;矩阵可对角化的条件

    3、实对称矩阵的特征值和特征向量

    向量内积的定义及其性质;正交向量组;施密特正交化方法;正交矩阵;实对称矩阵的特征值与特征向量的性质;实对称矩阵的对角化

(二)要求

    1、理解矩阵的特征值、特征向量的概念及有关性质

    2、掌握特征值与特征向量的求法

    3、理解并掌握相似矩阵的概念与性质

    4、掌握判断矩阵与对角矩阵相似的条件及对角化的方法

    5、会将实对称矩阵正交相似变换化为对角矩阵。


第二篇:线性代数知识点总结


线性代数知识点总结

第一章  行列式

(一)要点

1、二阶、三阶行列式

2、全排列和逆序数,奇偶排列(可以不介绍对换及有关定理),n阶行列式的定义

3、行列式的性质

4、n阶行列式,元素的余子式和代数余子式,行列式按行(列)展开定理

5、克莱姆法则

(二)基本要求

   1、理解n阶行列式的定义

2、掌握n阶行列式的性质

   3、会用定义判定行列式中项的符号

4、理解和掌握行列式按行(列)展开的计算方法,即

5、会用行列式的性质简化行列式的计算,并掌握几个基本方法:

         归化为上三角或下三角行列式,

         各行(列)元素之和等于同一个常数的行列式,

         利用展开式计算

6、掌握应用克莱姆法则的条件及结论

   会用克莱姆法则解低阶的线性方程组

7、了解个方程个未知量的齐次线性方程组有非零解的充要条件

第二章 矩阵

(一)要点

1、矩阵的概念

  矩阵是一个矩阵表。当时,称阶矩阵,此时由的元素按原来排列的形式构成的阶行列式,称为矩阵的行列式,记为.

注:矩阵和行列式是两个完全不同的两个概念。

2、几种特殊的矩阵:对角阵;数量阵;单位阵;三角形矩阵;对称矩阵

3、矩阵的运算;矩阵的加减法;数与矩阵的乘法;矩阵的转置;矩阵的乘法

  (1)矩阵的乘法不满足交换律和消去律,两个非零矩阵相乘可能是零矩阵。

       如果两矩阵相乘,有,则称矩阵可换。

注:矩阵乘积不一定符合交换

  (2)方阵的幂:对于阶矩阵及自然数

           规定,其中为单位阵 .

       (3) 设多项式函数为方阵,矩阵的多项式,其中为单位阵。

       (4)阶矩阵,则.

       (5)阶矩阵,则

4、分块矩阵及其运算

5、逆矩阵:可逆矩阵(若矩阵可逆,则其逆矩阵是唯一的);矩阵的伴随矩阵记为

矩阵可逆的充要条件;逆矩阵的性质。

6、矩阵的初等变换:初等变换与初等矩阵;初等变换和初等矩阵的关系;矩阵在等价意义下的标准形;矩阵可逆的又一充分必要条件:可以表示成一些初等矩阵的乘积;用初等变换求逆矩阵。

7、矩阵的秩:矩阵的阶子式;矩阵秩的概念;用初等变换求矩阵的秩

8、矩阵的等价

(二)要求

1、理解矩阵的概念;矩阵的元素;矩阵的相等;矩阵的记号等

 2、了解几种特殊的矩阵及其性质

3、掌握矩阵的乘法;数与矩阵的乘法;矩阵的加减法;矩阵的转置等运算及性质

4、理解和掌握逆矩阵的概念;矩阵可逆的充分条件;伴随矩阵和逆矩阵的关系;当可逆时,会用伴随矩阵求逆矩阵

5、了解分块矩阵及其运算的方法

(1)在对矩阵的分法符合分块矩阵运算规则的条件下,其分块矩阵的运算在形式上与不分块矩阵的运算是一致的。

(2)特殊分法的分块矩阵的乘法,例如,将矩阵分块为

,其中)是矩阵的第列,

又如将阶矩阵分块为,其中)是矩阵的第列.

  

   (3)设对角分块矩阵

,均为方阵,

可逆的充要条件是均可逆,,且

6、理解和掌握矩阵的初等变换和初等矩阵及其有关理论;掌握矩阵的初等变换;化矩阵为行最简形;会用初等变换求矩阵的秩、求逆矩阵

7、理解矩阵的秩的概念以及初等变换不改变矩阵的秩等有关理论

8、若矩阵经过有限次初等变换得到矩阵,则称矩阵和矩阵等价,记为.

  矩阵等价当且仅当,在等价意义下的标准型:若,则

          阶单位矩阵。

因此阶矩阵可逆的充要条件为

第三章 线性方程组

(一)要点

   1、n维向量;向量的线性运算及其有关运算律

      记所有维向量的集合为中定义了维向量的线性运算,则称维向量空间。

    2、向量间的线性关系

      (1)线性组合与线性表示;线性表示的判定

      (2)线性相关与线性无关;向量组的线性相关与无关的判定

3、向量组的等价,向量组的秩;向量组的极大无关组及其求法;向量组的秩及其求法

  (1)设有两个向量组

 

 

向量组可以相互表示,称向量组等价。向量组的等价具有传递性。

     (2)一个向量组的极大无关组不是惟一的,但其所含向量的个数相同,那么这个相同的个数定义为向量组的秩。

4、矩阵的秩与向量组的秩的关系

5、线性方程组的求解

(1)线性方程组的消元解法

(2)线性方程组解的存在性和唯一性的判定

(3)线性方程组解的结构

(4)齐次线性方程的基础解系与全部解的求法

(5)非齐次方程组解的求法

(二)要求

1理解n维向量的概念;掌握向量的线性运算及有关的运算律

2、掌握向量的线性组合、线性表示、线性相关、线性无关等概念

3、掌握线性表示、线性相关、线性无关的有关定理

4、理解并掌握向量组的等价极大无关组、向量组的秩等概念;及极大无关组、向量组秩的求法

5、掌握线性方程组的矩阵形式、向量形式的表示方法

6、会用消元法解线性方程组

7、理解并掌握齐次方程组有非零解的充分条件及其判别方法

8、理解并掌握齐次方程组的基础解系、全部解的概念及其求法

9、理解非齐次方程组与其导出组解的关系;掌握非齐次方程组的求解方法

第四章  矩阵的特征值与特征向量

(一)要点

   1、矩阵的特征值与特征向量的定义;特征方程、特征值与特征向量的求法与性质

    2、相似矩阵的定义、性质;矩阵可对角化的条件

    3、实对称矩阵的特征值和特征向量

    向量内积的定义及其性质;正交向量组;施密特正交化方法;正交矩阵;实对称矩阵的特征值与特征向量的性质;实对称矩阵的对角化

(二)要求

    1、理解矩阵的特征值、特征向量的概念及有关性质

    2、掌握特征值与特征向量的求法

    3、理解并掌握相似矩阵的概念与性质

    4、掌握判断矩阵与对角矩阵相似的条件及对角化的方法

    5、会将实对称矩阵正交相似变换化为对角矩阵。

第五章  二次型

(一)要点

    1、二次型与对称矩阵:

二次型的定义;二次型与对称矩阵的对应关系

    2、二次型与对称矩阵的标准形

      配方法;初等变换法;正交变换法;合同矩阵;二次型及对称矩阵的标准形与规范形

    3、二次型与对称矩阵的有定性

    二次型与对称矩阵的正定、负定、半正定、半负定

(二)要求

 1、理解并掌握二次型的定义及其矩阵的表示方法。

    2、会用三种非退化线性替换:即配方法、初等变换法、正交变换法化二次型为标准形及规范型

3、掌握二次型的正定、负定、半正定、半负定的定义,会判定二次型的正定性。

          

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