2023年春第二次网上作业 数学

发布 2020-02-26 10:19:28 阅读 9883

大家的线性代数学习也进行了差不多一半了,对最近所学内容有什么见解,可以写下来;也可以对所学知识进行一个归纳总结;或者对某种类型的题目有更好的解法也可以写下来。

要求用word 文档提交作业,字数至少500.

线性代数知识归纳总结。

关于:称为的标准基,中的自然基,单位坐标向量;线性无关;

任意一个维向量都可以用线性表示。

行列式的计算:

若都是方阵(不必同阶),则。

上三角、下三角行列式等于主对角线上元素的乘积。

关于副对角线:

逆矩阵的求法:

方阵的幂的性质:

设,对阶矩阵规定:为的一个多项式。

设的列向量为,的列向量为,的列向量为, 用对角矩阵左乘一个矩阵,相当于用的对角线上的各元素依次乘此矩阵的行向量;

用对角矩阵右乘一个矩阵,相当于用的对角线上的各元素依次乘此矩阵的列向量。

两个同阶对角矩阵相乘只用把对角线上的对应元素相乘,与分块对角阵相乘类似,即:

矩阵方程的解法:设法化成。

当时,和同解(列向量个数相同),则:

它们的极大无关组相对应,从而秩相等;

② 它们对应的部分组有一样的线性相关性;

③ 它们有相同的内**性关系。

判断是的基础解系的条件:

线性无关;是的解;

1 零向量是任何向量的线性组合,零向量与任何同维实向量正交。

2 单个零向量线性相关;单个非零向量线性无关。

3 部分相关,整体必相关;整体无关,部分必无关。

4 原向量组无关,接长向量组无关;接长向量组相关,原向量组相关。

5 两个向量线性相关对应元素成比例;两两正交的非零向量组线性无关。

6 向量组中任一向量≤≤都是此向量组的线性组合。

7 向量组线性相关向量组中至少有一个向量可由其余个向量线性表示。

向量组线性无关向量组中每一个向量都不能由其余个向量线性表示。

8 维列向量组线性相关;

维列向量组线性无关。

10 若线性无关,而线性相关,则可由线性表示,且表示法惟一。

11 矩阵的行向量组的秩等于列向量组的秩。

阶梯形矩阵的秩等于它的非零行的个数。

12 矩阵的行初等变换不改变矩阵的秩,且不改变列向量间的线性关系。

矩阵的列初等变换不改变矩阵的秩,且不改变行向量间的线性关系。, 和可以相互线性表示。 记作: ,经过有限次初等变换化为。 记作:

13 矩阵与等价作为向量组等价,即:秩相等的向量组不一定等价。

矩阵与作为向量组等价。

矩阵与等价。

14 向量组可由向量组线性表示≤.

15 向量组可由向量组线性表示,且,则线性相关。

向量组线性无关,且可由线性表示,则≤.

16 向量组可由向量组线性表示,且,则两向量组等价;

17 任一向量组和它的极大无关组等价。

18 向量组的任意两个极大无关组等价,且这两个组所含向量的个数相等。

19 若两个线性无关的向量组等价,则它们包含的向量个数相等。

20 若是矩阵,则,若,的行向量线性无关;

若,的列向量线性无关,即:线性无关。

线性方程组解的性质:

设为矩阵,若,则,从而一定有解。

当时,一定不是唯一解。,则该向量组线性相关。

是的上限。 矩阵的秩的性质:

且在矩阵乘法中有左消去律:, 个维线性无关的向量,两两正交,每个向量长度为1.,

内积的性质: ①正定性:

对称性: 双线性:

] 线性无关,单位化:

是正交矩阵的充要条件:的个行(列)向量构成的一组标准正交基。

正交矩阵的性质:①;

是正交阵,则(或)也是正交阵;

两个正交阵之积仍是正交阵;

正交阵的行列式等于1或-1., 为可逆阵) 记为:

相似于对角阵的充要条件:恰有个线性无关的特征向量。 这时,为的特征向量拼成的矩阵,为对角阵,主对角线上的元素为的特征值。

可对角化的充要条件: 为的重数。

若阶矩阵有个互异的特征值,则与对角阵相似。, 为正交矩阵)

相似矩阵的性质:① 若均可逆。

(为整数),从而有相同的特征值,但特征向量不一定相同。即:是关于的特征向量,是关于的特征向量。

从而同时可逆或不可逆。

数量矩阵只与自己相似。

对称矩阵的性质:

特征值全是实数,特征向量是实向量;

与对角矩阵合同;

不同特征值的特征向量必定正交;

重特征值必定有个线性无关的特征向量;

必可用正交矩阵相似对角化(一定有个线性无关的特征向量,可能有重的特征值,重数=).与对角阵相似。 记为: (称是的)

若为可对角化矩阵,则其非零特征值的个数(重数重复计算).

设为对应于的线性无关的特征向量,则有:

若, ,则:.

若,则,.

] 为对称矩阵 ,

实对称矩阵的正(负)惯性指数等于它的正(负)特征值的个数。

任一实对称矩阵与惟一对角阵合同。

用正交变换法化二次型为标准形:

1 求出的特征值、特征向量;

2 对个特征向量单位化、正交化;

3 构造(正交矩阵),;

4 作变换,新的二次型为,的主对角上的元素即为的特征值。

] 不全为零,.

] 正定二次型对应的矩阵。

合同变换不改变二次型的正定性。

成为正定矩阵的充要条件(之一成立):

1 正惯性指数为;

2 的特征值全大于;

3 的所有顺序主子式全大于;

4 合同于,即存在可逆矩阵使;

5 存在可逆矩阵,使 (从而);

6 存在正交矩阵,使 (大于).

成为正定矩阵的必要条件: ;

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