线性代数复习指南

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出版者:电子科技大学出版社
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页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:11.0
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isbn号码:9787810439992
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具体描述

《高等数学专题精讲与应用实例分析》 本书导读:深入探索数学的广袤天地 本书旨在为已掌握基础微积分知识的学习者提供一个深入、系统的进阶平台,聚焦于高等数学中的核心理论、高级方法以及这些理论在实际工程、科学研究中的具体应用。我们摒弃了对初级概念的重复阐述,而是将笔墨集中于那些决定理解深度与解题能力的关键节点。全书结构严谨,逻辑清晰,力求构建一座连接纯粹数学理论与复杂实际问题的坚实桥梁。 第一部分:微积分的高级主题 第一章:多变量函数的极限、连续性与偏导数 本章对多变量函数进行了全面的梳理。我们从$mathbb{R}^n$空间中的拓扑概念出发,严格定义了多重极限的存在性判据,特别是利用路径检验法来证明极限不存在的情况。连续性的讨论扩展到紧集上的均匀连续性,这为后续的积分理论奠定了基础。 在偏导数部分,我们不仅仅停留在定义层面,而是深入探讨了全微分的概念及其几何意义——即局部线性近似。链式法则的推广至任意阶导数和复合函数构成了本章的难点和重点。随后,我们引入了方向导数的概念,并详细阐述了梯度向量的物理意义:它指向函数增长最快的方向,且其模长即为该方向上的变化率。泰勒公式在多变量情况下的展开,特别是其不同形式(如拉格朗日余项、佩亚诺余项)的应用场景,进行了详尽的对比分析。 第二章:多元函数的极值、最优化理论与拉格朗日乘数法 本章专注于函数在多维空间中的优化问题。我们首先系统地分析了二阶偏导数构成的Hessian矩阵的性质(正定、负定、不定),并将其作为判断临界点性质的充分条件。 随后,拉格朗日乘数法被提升到核心地位。我们不仅演示了如何运用该方法求解带有等式约束的极值问题,还详细探讨了其背后的几何解释——在约束曲面上,梯度向量必须与约束函数的梯度向量平行。本章还引入了不等式约束问题,并导出了KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的基本形式,为线性规划的进阶学习做铺垫。大量的工程优化实例,如结构设计中的最小重量问题,被用来说明这些方法的实际效能。 第三章:积分学的深化与应用 本章是传统积分学的拓展与升华。我们首先详尽讲解了二重积分和三重积分的计算技巧,特别关注了坐标系的变换:极坐标、柱坐标和球坐标在处理具有特定对称性的区域时的巨大优势。 随后,我们跨入了更高维度的积分——线积分与曲面积分。线积分(第一类和第二类)的计算与势场的概念紧密相连,我们探讨了保守场(Conservative Fields)的判别标准(旋度为零)。格林公式、斯托克斯公式和高斯散度公式(三维的格林公式推广)是本章的理论基石。每一个公式的推导都伴随着详细的物理背景解释,例如:格林公式与平面区域的面积、曲面积分与通量计算的联系。 第二部分:微分方程的进阶理论 第四章:常微分方程的精确解法与定性分析 本章超越了一阶、二阶常系数线性方程的简单求解,转向更复杂的情况。我们探讨了降阶技巧、参数变易法在非齐次方程中的精确应用。对于可降级为标准形式的高阶方程,如欧拉-柯西方程,我们详细分析了其特征根的复数情况。 本章的重点在于对非线性微分方程的定性分析。我们引入了相平面分析法,利用平衡点、稳定性和极限环的概念来描述系统的长期行为,即使无法求出精确解,也能洞察系统的动态特性。对于自洽系统,如洛特卡-沃尔泰拉捕食者-猎物模型,我们展示了如何通过相图来解释生物种群的周期性波动。 第五章:级数解法与特殊函数 本章聚焦于无法通过初等函数表示解的微分方程,特别是那些在物理学和工程学中极其常见的方程。我们系统地介绍了幂级数解法,包括围绕普通点和正则奇点(使用弗罗贝尼乌斯方法)的展开过程。 特别地,我们深入讲解了勒让德方程和贝塞尔方程的级数解,这些解构成了勒让德多项式和贝塞尔函数。本书不仅展示了如何构造这些特殊函数,更强调了它们在球对称和圆柱对称问题(如静电学、热传导)中的应用边界条件下的重要性。 第三章:傅立叶分析与偏微分方程基础 第六章:傅立叶级数与傅立叶变换 本章是连接微积分与信号处理、波动理论的桥梁。我们严格推导了周期函数在正交基(正弦和余弦函数)上的傅立叶级数展开,强调了收敛性(如狄利克雷条件)。奇偶函数性质在简化计算中的应用被重点强调。 随后,我们将傅立叶级数推广到傅立叶积分和傅立叶变换,这使得分析非周期信号成为可能。我们详细探讨了傅立叶变换的线性、时移、频移、卷积定理等关键性质,并展示了它们在求解常微分方程或简单积分方程中的强大能力(利用频域的代数特性)。 第七章:经典偏微分方程的初步求解 本章将前面所学的积分和级数方法应用于物理学中最基本的偏微分方程(PDEs):一维热传导方程、一维波动方程和拉普拉斯方程。 我们采用分离变量法(Separation of Variables)作为核心工具。这个方法的成功依赖于解的形式假设以及施加在边界条件上的正交性要求,这自然引出了傅立叶级数。我们通过热传导问题的经典案例(如无限长杆的温度分布),演示了如何通过傅立叶展开来构建满足初始条件和边界条件的唯一解。本章也简要介绍了稳态问题的求解与边界值问题的理论基础。 全书特色与适用对象 本书的叙述风格注重数学的严谨性与应用的直观性相结合,避免了过度抽象而脱离实际。所有理论推导均力求详尽无遗,同时配有大量的“方法应用”与“理论辨析”栏目,用于澄清常见的思维误区。本书适合于理工科高年级本科生、研究生,以及需要系统复习和深化高等数学知识以应对专业领域复杂问题的工程师和科研人员。阅读本书,您将获得的不只是解题技巧,更是对数学思维深度与广度的全新认知。

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用户评价

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**评价二** 说实话,我拿到这本书的时候,心里是有些忐忑的。毕竟,线性代数这门课给我的印象一直就是“难”和“抽象”。我之前尝试过其他几本书,但要么太过于理论化,让我看得云里雾里,要么就是题海战术,让我觉得疲惫不堪,却收效甚微。这本书的设计,首先在视觉上就给了我很大的好感。排版清晰,重点突出,关键的定义和公式都用醒目的方式标出,旁边还会配有通俗易懂的解释。我最欣赏的是它在概念引入上的方式。不同于很多教材直接抛出定义,这本书更倾向于从问题出发,引导读者去思考,然后自然而然地引出相关的概念。比如,在讲解“线性方程组”的时候,它先抛出了一个交通流量问题,让我思考如何用数学模型来描述和解决。在解决这个问题的过程中,我才慢慢理解了什么叫做“方程组”,什么叫做“解”,以及方程组的解的各种可能性。这种“问题驱动”的学习方式,让我感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动探索。而且,书中还穿插了许多“拓展阅读”和“历史趣闻”,这些内容虽然不是考试的重点,但却极大地丰富了我的视野,让我了解到线性代数背后的一些故事和发展历程,这对我来说是一种非常宝贵的补充。另外,这本书的练习题设计也非常巧妙。除了常规的计算题,还有很多需要思考和分析的题目,并且题目的难度也有梯度,让我可以根据自己的掌握情况来选择。我特别喜欢那些需要我运用所学知识去解决实际问题的应用题,这让我觉得学习线性代数是有意义的,是可以解决实际问题的。

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**评价七** 在我看来,一本好的数学复习指南,最关键的特质在于它的“实用性”和“针对性”。这本书在这两点上都做得非常出色。作为一个在考研复习阶段的学子,我深知时间宝贵,需要的是能够迅速抓住重点、高效解决问题的材料。这本书的结构安排非常合理,它将线性代数的核心知识点进行了系统的梳理,并根据考研大纲的要求,对各个知识点的重要性进行了标注。我尤其喜欢它在“重点难点”解析部分。作者会针对一些常见的考点和易错点,进行详细的分析和讲解,并提供解题技巧和思路。比如,在讲解“矩阵的逆”时,它不仅给出了计算方法,还详细分析了何时矩阵不可逆,以及不可逆矩阵在方程组求解中的意义。这本书的例题质量也非常高,既有基础性的巩固练习,也有综合性的拔高题,而且很多题目都附带了解题过程和思路分析,让我能够从中学习到不同的解题方法和技巧。我注意到,这本书还专门设置了一个“常见错误归纳”的章节,总结了学生在学习和考试中容易犯的错误,并给出纠正建议。这对于我来说,非常有价值,能够帮助我及时规避一些低级错误,提高答题的准确率。此外,这本书的排版和字体也都非常舒适,阅读起来不容易疲劳,这在长时间的复习过程中是非常重要的。总而言之,这本书就像一个经验丰富的导师,能够精准地指出我的薄弱环节,并为我提供最有效的复习策略。

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**评价十** 说实话,我接触线性代数已经有好几年了,但总感觉自己只是“见过”它,而没有真正“理解”它。很多时候,做题全凭记忆和套路,一旦遇到稍微变通的题目,就束手无策。这本《线性代数复习指南》就像一股清流,让我对线性代数有了全新的认识。作者最让我赞赏的一点是,他非常强调“概念之间的关联性”。他不会孤立地讲解每一个概念,而是会不断地将它们联系起来,形成一个有机的整体。比如,在讲解“行列式的性质”时,他会将其与“矩阵的可逆性”、“线性方程组解的唯一性”等概念联系起来,让我理解这些看似独立的性质是如何相互关联、相互影响的。我印象最深刻的是关于“最小二乘法”的章节。作者并没有直接给出公式,而是先通过一个“实际数据拟合”的场景,让我感受到了为什么需要最小二乘法,以及它能够解决什么样的问题。然后,他再逐步推导出求解最小二乘问题的数学方法,并解释了其背后的几何意义。这种“从实际问题到数学模型”的构建过程,让我觉得学习过程非常自然和有意义。书中还包含了大量的“可视化”内容,无论是向量的几何意义,还是矩阵的变换效果,都通过精美的图示展现出来,让我能够更直观地感受到数学的美感。此外,作者的语言风格也非常个人化,他就像一个经验丰富的伙伴,用平实的语言和我交流,时不时地分享一些他自己对数学的理解和感悟。这本书让我觉得,学习线性代数不再是一件枯燥乏味的苦差事,而是一次充满乐趣的探索之旅。

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**评价八** 对于我这个已经离开校园多年的在职人士来说,重新拾起线性代数,主要目的是为了提升自己在工作中的数据分析能力。市面上有很多书籍,但很多都太过学术化,让我难以理解。这本《线性代数复习指南》则恰恰相反,它以一种极其接地气的方式,为我打开了学习的大门。作者在书中并没有一开始就抛出复杂的数学公式,而是从实际工作中遇到的数据问题入手。比如,在讲解“向量”时,他用“客户购买行为”来举例,让我明白向量不仅仅是数字的组合,更是描述事物特征和数量关系的工具。在引入“矩阵”时,他用“销售数据表”来类比,让我看到了矩阵在组织和管理海量信息方面的强大作用。我最受启发的是关于“降维”的部分。作者用一个“高尔夫球杆”的例子,非常形象地解释了“主成分分析(PCA)”的原理,让我理解了如何从大量具有冗余信息的数据中提取出最关键的特征。这对于我在处理和分析业务数据时,非常有帮助,能够让我更快地抓住问题的核心。此外,书中还穿插了一些关于“线性回归”、“聚类分析”等机器学习基础算法的介绍,并解释了它们与线性代数之间的紧密联系。这些内容对我来说,是非常实用的,让我看到了线性代数在人工智能和大数据领域的广泛应用。这本书的语言风格平实易懂,没有过多的专业术语,而且每个概念的解释都配有生动形象的图示,让我能够轻松地理解和记忆。

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**评价六** 我之前对线性代数一直有一个误区,总觉得它离我的专业(人文社科类)很遥远,似乎只属于理工科的范畴。然而,一本偶然的机会,我翻阅了这本书,彻底改变了我的看法。作者在书中用非常巧妙的方式,将线性代数的概念与社会科学中的一些研究方法联系起来。比如,在讲解“向量”时,他用“用户的兴趣偏好”来比喻向量,解释了如何通过向量来衡量用户之间的相似度,这对于我理解“推荐系统”和“社交网络分析”有着极大的启发。在讨论“矩阵”时,他用“文档-词语矩阵”来解释文本分析中的“主题模型”,让我明白了如何用数学工具来量化和分析文本信息。而“奇异值分解(SVD)”这一章,更是让我大开眼界。作者通过一个“电影评分”的例子,生动地解释了SVD如何能够提取出电影和用户的潜在因子,从而实现个性化推荐。这让我看到了线性代数在信息检索、自然语言处理、甚至是文化分析中的巨大潜力。这本书没有过多地纠缠于复杂的数学推导,而是更注重概念的解释和实际应用,这对于像我这样的非数学专业背景的学生来说,非常友好。作者的语言风格也十分幽默风趣,时不时穿插一些小故事和比喻,让原本可能沉闷的数学话题变得轻松有趣。通过这本书,我不仅学习到了线性代数的基本知识,更重要的是,我看到了数学的魅力和它在不同领域的普适性,这极大地拓展了我的思维边界。

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**评价一** 拿到这本书,我的第一感觉是它真的为我这个“数学小白”打开了新世界的大门。我一直对线性代数望而却步,总觉得那些向量、矩阵、行列式之类的概念遥不可及,就像天书一样。然而,这本书的开头部分,作者用非常贴近生活的例子,比如生活中的购物清单、交通路线规划,甚至是游戏中的角色移动,来引入向量和矩阵的概念,让我顿时觉得亲切了不少。那些原本抽象的定义,在这些生动的场景下变得具体可感。我尤其喜欢它在解释向量加减法时,画的那些小箭头,简直像是在跟我对话一样,把原本枯燥的符号运算过程变得直观有趣。而且,书中对于每个概念的讲解都循序渐进,不会一次性抛出太多信息,而是层层递进,让我有足够的时间去消化和理解。举个例子,在讲解矩阵乘法时,作者并没有直接给出公式,而是先通过一个简单的场景,比如连锁店的库存和销售,来演示如何通过矩阵乘法来计算总销售额。这个过程让我深刻理解了矩阵乘法的意义,而不是死记硬背公式。我还在书中发现了一些很有用的“小技巧”,比如如何快速判断一个矩阵是否可逆,以及如何利用行变换来简化矩阵运算。这些小技巧虽然看似不起眼,但在实际解题时却能节省大量时间。我印象最深刻的是,书中有一章专门讲了线性代数在图像处理中的应用,比如图像的缩放、旋转和裁剪。看到那些在书中出现的公式,竟然能驱动我电脑屏幕上美轮美奂的图像,我简直惊叹不已。这本书让我重新认识了线性代数,也激发了我继续深入学习的兴趣。

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**评价三** 我是一名非数学专业的学生,当初选择学习线性代数,纯粹是因为课程要求的压力。坦白说,我对数学一直不怎么感冒,尤其是那些看似毫无意义的符号和公式,总让我觉得枯燥乏味。拿到这本《线性代数复习指南》时,我并没有抱太大的期望,心想大概又是一本让我头疼的教材。然而,这本书却出乎意料地给了我惊喜。它没有一开始就给我灌输那些晦涩难懂的理论,而是从一个非常实际的场景入手——如何用最少的资源来生产最多的产品。通过这个例子,作者巧妙地引入了“向量”的概念,让我理解到向量不仅仅是一个数字的列表,它可以代表一种数量,一种方向,甚至是一种状态。随后,作者又通过“数据分析”的例子,讲解了“矩阵”的意义,让我了解到矩阵如何能够高效地组织和处理大量数据。我之前一直困惑于矩阵乘法的运算规则,觉得非常机械和没有意义,但在这本书里,通过一个“商品销售”的场景,我才明白了矩阵乘法背后代表的“多层转换”或者“组合效应”。这种生活化的解读方式,让我一下子就打通了任督二脉。书中的语言也十分平实,没有使用过多的专业术语,即使有,也会立即配以清晰的解释和图示。我尤其喜欢它在讲解“特征值”和“特征向量”时,使用的“稳定状态”的比喻,让我不再觉得这两个概念是空穴来风,而是有其内在的物理意义。总的来说,这本书让我觉得学习线性代数不再是一件令人畏惧的事情,反而成了一种有趣的探索过程。

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**评价五** 我是一名在大学二年级的工科学生,线性代数是我们的必修课。说实话,一开始学的时候,我真的觉得有点吃力。那些满屏的公式和符号,感觉像是被一道道高墙挡住了去路。但自从我开始看这本《线性代数复习指南》之后,我感觉像是找到了通往知识彼岸的桥梁。这本书最让我赞赏的一点就是它对“理解”的强调。很多教材只是告诉你“怎么做”,但这本书会告诉你“为什么这么做”。比如,在讲到“行列式”的时候,它没有直接给出复杂的计算公式,而是先通过计算一个二维向量围成的平行四边形面积,再推广到三维,最终引出行列式的几何意义,让我一下子就明白了行列式的符号和数值分别代表了什么。而且,书中提供了大量的“举例说明”和“典型例题”,这些例题不仅仅是简单的计算,很多都包含了对解题思路的详细分析,以及对过程中可能出现的陷阱的提醒。我特别喜欢那些“思考题”和“拓展题”,它们能够激发我的思考,让我不仅仅满足于机械地套用公式,而是去理解公式背后的原理。我还注意到,这本书在介绍各种定理和性质时,都会有一个“注意事项”的栏目,提醒我哪些地方容易出错,哪些地方需要特别注意,这对于我这样一个粗心的学生来说,简直是福音。总的来说,这本书帮助我从“死记硬背”的模式,转变为“理解消化”的学习方式,让我在面对线性代数的挑战时,更有信心和底气。

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**评价四** 作为一名即将步入科研领域的研究生,扎实的线性代数基础是必不可少的。我在网上搜集了许多线性代数的教材和复习资料,最终选择了这本书,事实证明我的选择是明智的。这本书的优点在于其结构的严谨性和内容的深度。它不仅仅停留在概念的介绍,更注重对概念背后数学原理的阐述。我尤其欣赏作者在讲解“向量空间”和“子空间”时,深入剖析了这些概念的公理化定义,并一步步推导出它们的性质。这对于我理解更高级的数学理论至关重要。书中关于“线性无关”、“基”和“维度”的讲解,也十分到位。作者通过清晰的逻辑链条,让我理解了这些概念之间的内在联系,以及它们如何共同构成了向量空间的基本框架。我之前在学习“矩阵的秩”时,常常感到困惑,不清楚秩到底代表了什么。在这本书中,作者通过“方程组解的个数”和“线性变换的像空间维度”这两个角度来解释秩的意义,让我豁然开朗。此外,书中还对“线性变换”进行了深入的探讨,包括其几何意义和代数性质。作者通过大量的图示,生动地展示了线性变换如何扭曲、拉伸、旋转向量空间,这让我对线性变换有了更直观的认识。在讨论“内积空间”时,作者不仅介绍了内积的定义,还深入讲解了“施密特正交化”等重要算法,并解释了其在求解“最小二乘问题”中的应用。这本书的深度和广度,完全满足了我作为一名研究生对线性代数知识的需求。

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**评价九** 我是一名正在准备转专业考试的学生,线性代数对我来说是全新的领域。在接触这本书之前,我对其一无所知,也对自己的学习能力持怀疑态度。然而,这本书以其独特的教学方式,彻底打消了我的疑虑。作者非常注重“概念的构建”和“逻辑的连接”。他不像其他一些教材那样,将定义和性质一股脑地抛出,而是通过循序渐进的方式,一步步引导读者去理解。我特别喜欢他在讲解“线性无关”时,引入的“信息冗余”的比喻。他解释说,如果一组向量是线性相关的,那么其中一些向量就包含了其他向量的信息,就像在一句话中重复了同样的意思一样。这种形象的比喻,让我一下子就抓住了线性无关的核心意义。在讨论“矩阵的特征值和特征向量”时,作者并没有直接给出定义,而是先从“保持方向的变换”这一核心思想出发,然后逐渐引出特征值和特征向量的概念。这种“由果溯因”的讲解方式,让我感觉自己是在探索一个数学的奥秘,而不是被动地接受知识。书中还包含了许多“反思性问题”和“小组讨论题”,这些设计能够促使我主动思考,并与他人交流,从而加深对知识的理解。我特别喜欢书中关于“向量空间的基”的讲解,作者通过“坐标系”的比喻,让我理解了基的意义在于它能够构成一个独立的参照系,从而能够描述空间中的任何一个点。这本书不仅仅是传递知识,更重要的是它培养了我独立思考和解决数学问题的能力。

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