A primer on linear algebra

A primer on linear algebra pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Collier Macmillan
作者:I. N Herstein
出品人:
页数:189
译者:
出版时间:1988
价格:0
装帧:
isbn号码:9780023539558
丛书系列:
图书标签:
  • 线性代数
  • 数学
  • 高等教育
  • 入门
  • 教材
  • 向量
  • 矩阵
  • 方程组
  • 数值计算
  • 工程数学
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具体描述

向量的宇宙:从基本概念到复杂系统的桥梁 本书将带您踏上一段探索线性代数奇妙世界的旅程,这是一门既严谨又充满活力的数学分支,是理解现代科学、工程、计算机科学乃至经济学等众多领域不可或缺的工具。我们不拘泥于枯燥的定义和证明,而是致力于构建直观的理解,让您掌握线性代数的核心思想,并能灵活运用到实际问题中。 第一部分:向量的语言——构建基础 我们将从最基础的概念——向量开始。您将学习如何将向量视为空间中的点或箭头,理解其大小(模)和方向。向量的加法和标量乘法将如同您为物体添加力或改变其力度一样直观。我们还将深入探讨向量的线性组合,这就像是沿着不同的方向迈出不同步长的组合,是构建更复杂向量空间的基础。 向量是什么? 不仅仅是数字的列表,更是几何空间中的物体。 向量运算: 加法、减法、标量乘法,以及它们在几何上的意义。 线性组合: 如何用基本向量“拼凑”出任何一个向量,理解“张成”的概念。 向量空间: 向量的“家”,一个充满规则和结构的集合。我们将介绍标准向量空间 R^n,并初步了解其性质。 第二部分:矩阵的魔力——变换与连接 矩阵,可以说是线性代数的核心工具。我们将其视为能够执行各种线性变换的“机器”,能够旋转、缩放、剪切甚至投影向量。您将学会矩阵的加法、减法和乘法,理解它们如何对应于向量运算和函数复合。矩阵的逆将揭示“撤销”一个变换的能力,而矩阵的转置则提供了另一种视角来审视矩阵的结构。 矩阵是什么? 一种特殊的数字表格,代表着变换的规则。 矩阵运算: 加法、减法、乘法,理解它们如何协同工作。 矩阵与变换: 学习矩阵如何作用于向量,实现几何变换。 矩阵的逆: “反向操作”的关键,以及它何时存在。 矩阵的转置: 另一种看待矩阵的方式,隐藏着重要的对称性。 第三部分:系统的解耦——方程与独立性 线性方程组是现实世界中无数问题的数学模型,从电路分析到资源分配。我们将学习如何使用矩阵来表示和解决线性方程组,掌握高斯消元法等强大的求解技术。同时,我们将深入理解“线性无关”的概念,这是理解向量空间维度和矩阵秩的关键。线性无关的向量就像是独立的“基石”,能够以独特的方式构成整个空间。 线性方程组: 如何用矩阵表示这些看似复杂的系统。 高斯消元法: 系统地求解线性方程组的强大工具。 解的存在性与唯一性: 什么时候有解?什么时候只有一个解? 线性无关: 向量之间的“独立性”,是理解向量空间结构的基础。 向量空间的基与维数: 用最少的向量“描述”整个向量空间,以及这个“最少”的数量。 第四部分:潜藏的结构——特征与变换的本质 特征向量和特征值揭示了线性变换最内在的“不变性”——在变换下方向保持不变的向量。它们是理解系统的稳定性和动力学的关键。我们将探讨如何计算特征值和特征值,并理解它们在Diagonalization(对角化)中的作用,这将极大地简化矩阵运算和问题分析。 特征向量与特征值: 寻找变换下的“不变方向”。 计算特征值与特征值: 掌握求解的技巧。 对角化: 将复杂的矩阵“简化”为更容易处理的形式。 特征值分解: 揭示矩阵的内在结构和行为。 第五部分:投影与优化——解决不确定性 在现实世界中,我们常常需要处理不完美的数据和近似解。正交性概念为我们提供了“最佳”近似的方法,特别是在最小二乘法中,我们学习如何找到最接近真实解的向量。投影定理将帮助我们理解如何在向量空间中找到最“接近”的向量,这是许多优化问题和数据分析的基础。 正交性: 向量之间的“垂直”关系,具有特殊的性质。 内积: 衡量向量“相似度”和“投影”的基础。 最小二乘法: 在数据中寻找最佳拟合线或平面。 投影定理: 在向量空间中找到最接近的向量。 Gram-Schmidt 正交化: 从任意一组向量构建一组正交基。 本书特色: 直观的几何解释: 我们将大量运用几何图形和可视化来帮助您理解抽象概念。 循序渐进的教学: 从最基础的向量概念开始,逐步深入到更复杂的理论。 丰富的例子: 涵盖从物理学到计算机科学的各种实际应用案例。 强调理解而非死记硬背: 目标是让您真正掌握线性代数的思想,能够灵活运用。 无论您是初次接触线性代数,还是希望巩固和深化您的理解,本书都将是您理想的学习伙伴。准备好一起探索向量的宇宙,解锁矩阵的魔力,并运用线性代数的强大工具来解决现实世界中的挑战吧!

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我之所以对《线性代数入门》赞不绝口,很大程度上是因为它在概念的循序渐进上做得非常出色。它不是一次性地将所有概念一股脑地丢给读者,而是像搭积木一样,一步一个脚印地构建起整个知识体系。从最基础的向量运算开始,比如向量的加法、减法、数乘,以及内积,到矩阵的定义、运算,再到线性方程组的求解,以及更核心的线性变换、向量空间、子空间、基、维数等概念,每一个环节都建立在前一个知识点的基础上,并且有明确的过渡。这种“承上启下”的设计,让我能够清晰地看到不同概念之间的逻辑联系,理解它们是如何相互关联、相互作用的。特别是书中对“线性无关”、“基”和“维数”的讲解,通过几何空间的视角,让我能够直观地理解这些抽象概念的含义。比如,它会形象地比喻基向量就像是描述一个空间的“坐标轴”,而维数则是这个空间“独立方向”的数量。这种直观的类比,极大地帮助我克服了对这些抽象概念的恐惧,让我能够更加自信地投入到后续的学习中。

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我一直觉得,学习任何一门新的学科,最关键的其实是建立起正确的思维方式和学习方法,而《线性代数入门》恰恰在这方面做得非常出色。它不仅仅是一本知识的堆砌,更是一本关于如何思考的教程。书中的每一章,都会在介绍新概念的同时,强调其背后的数学思想和逻辑推导过程。比如,在讲解矩阵时,它并没有止步于矩阵的定义和运算,而是深入探讨了矩阵作为线性变换的本质,是如何将一个向量映射到另一个向量的。作者通过大量的图示和分解,将这种抽象的映射关系变得可视化,让我能够直观地理解列空间、零空间这些核心概念是如何产生的。阅读过程中,我发现作者非常善于运用类比和对比,将一些难以理解的概念与日常生活中熟悉的现象联系起来。例如,在介绍线性方程组的解时,他将矩阵的秩与方程组解的个数联系起来,并形象地比喻成“独立信息”的数量,这让我瞬间茅塞顿开。此外,书中还穿插了许多“思考题”和“挑战题”,这些题目并非简单的计算,而是引导读者去思考概念之间的联系、定理的证明思路,甚至是一些开放性的问题,鼓励我们进行更深层次的探索。这种教学模式,不仅仅是传授知识,更是在培养我们独立思考和解决问题的能力,让我觉得学习过程本身就充满乐趣和成就感。

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《线性代数入门》在语言的清晰度和数学符号的规范性上,给我留下了深刻的印象。很多数学书籍,尤其是入门级的,往往会因为翻译或者作者本身的写作风格,导致一些概念的理解出现偏差。但这本书在这方面做得非常到位。作者使用了清晰、简洁的语言来解释复杂的概念,避免了不必要的术语堆砌。即使是第一次接触线性代数概念的读者,也能够很容易地理解其基本含义。同时,书中对数学符号的使用也非常规范和一致,从向量的表示、矩阵的定义,到各种运算的符号,都遵循了数学界的通用规范。这对于初学者来说至关重要,可以避免因为符号理解上的混淆而影响学习。此外,书中还专门对一些常用的数学符号和术语进行了汇总和解释,方便读者随时查阅。这种严谨的态度,不仅提升了阅读体验,也为我后续深入学习更复杂的数学内容打下了良好的基础。它让我觉得,数学学习并非一定要被晦涩的语言和混乱的符号所阻碍。

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这本书的名字是《线性代数入门》,我一直对数学的这个分支充满了好奇,但又常常被那些抽象的概念和复杂的符号所困扰,总觉得它高高在上,难以企及。直到我翻开这本《线性代数入门》,那种畏惧感才渐渐消退。书本的开篇并没有直接抛出那些令人望而生畏的定理和公式,而是从更直观、更贴近生活的角度,比如向量的几何意义,如何在二维和三维空间中表示点和方向。作者用一种非常友好的方式,将抽象的数学语言转化为我们可以理解的图像和逻辑。我特别喜欢书中对向量加法和数乘的解释,不仅仅是代数上的运算,更是对空间位移和缩放的生动描绘。这种从“是什么”到“为什么”的循序渐进,让我在学习过程中始终保持着清晰的思路。而且,书中的例子也很有代表性,涵盖了物理学中的力叠加、计算机图形学中的变换等,让我深刻体会到线性代数在现实世界中的强大应用,这极大地激发了我深入学习的动力。我甚至可以想象,如果我在高中时期就接触到这样一本教材,或许我对数学的整体认知都会有所不同,不会再觉得它只是枯燥的计算和记忆。它就像一位耐心且经验丰富的向导,带领我一步步探索线性代数的奇妙世界,让我看到了隐藏在数字和符号背后的逻辑之美,以及它如何优雅地解决复杂问题。

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我非常欣赏《线性代数入门》在概念深度和广度上所达到的平衡。它既没有为了“入门”而牺牲掉线性代数的核心思想,也没有像某些学术著作那样过于晦涩难懂。《线性代数入门》从基础的向量空间开始,逐步深入到线性变换、矩阵理论、特征值与特征向量,以及内积空间等内容。令人印象深刻的是,作者在介绍每一个新概念时,都会回顾之前学过的知识,清晰地阐述新概念与旧概念之间的联系,形成一个相互支撑的知识体系。例如,在线性变换的部分,作者详细地解释了如何用矩阵来表示一个线性变换,以及矩阵乘法如何对应于线性变换的复合。这种逻辑的严谨性和连贯性,让我能够顺畅地跟随作者的思路,不至于在学习过程中感到迷失。同时,本书并没有停留在理论的层面,而是巧妙地融入了许多算法和计算的介绍,比如高斯消元法、LU分解、QR分解等,并讨论了它们的数值稳定性和计算效率。这让我意识到,线性代数不仅仅是数学理论,更是一门与计算科学紧密相关的实用学科。书中的这些算法介绍,为我将来深入学习数值线性代数打下了坚实的基础,让我看到理论与实践之间的桥梁。

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可以说,《线性代数入门》在内容的组织和呈现方式上,有着非常出色的设计。它并非简单地将知识点罗列出来,而是构建了一个富有逻辑性的学习路径。每一章的标题都清晰地概括了本章的核心内容,章节内部的段落划分也非常合理,使得信息易于消化。我尤其喜欢作者在引入新概念时,总是先提供一个直观的例子或应用场景,然后再给出严谨的定义和定理。这种“先感性,后理性”的教学方法,极大地降低了学习的门槛,也让学习过程更加生动有趣。例如,在讲解行列式的概念时,书中并没有直接给出复杂的公式,而是从二维和三维空间中平行四边形和长方体的体积变化率这一几何意义出发,来引出行列式的概念。这种循序渐进的讲解方式,让我能够更好地理解抽象数学概念背后的几何直觉。此外,书中还穿插了许多“小贴士”和“注意事项”,这些都是作者在教学过程中积累的经验,能够帮助读者避免一些常见的误区,提升学习效率。这些细节的处理,都体现了作者的用心,让这本书成为了一本真正意义上的“入门”之作,也为我后续的学习打下了坚实的基础。

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我非常欣赏《线性代数入门》在案例选取和应用深度上的考量。这本书不仅仅是一本理论书籍,它更像是通往线性代数在各个领域应用的“敲门砖”。书中列举的例子非常丰富,涵盖了从基础的物理学、工程学,到更前沿的机器学习、数据科学等。我特别喜欢书中关于“主成分分析”(PCA)的介绍,它通过线性代数的工具,将高维数据降维,提取出最重要的信息,这在数据分析领域有着极其广泛的应用。作者在讲解这些案例时,并没有回避数学的细节,而是清晰地展示了如何运用线性代数的概念和方法来解决实际问题。例如,如何用矩阵方程来表示一个数据拟合问题,如何通过特征值分解来找到数据中的主要变化方向。这种将抽象理论与实际应用相结合的方式,让我能够清晰地看到线性代数的力量,并且深刻地认识到它在现代科学技术发展中的重要性。它让我不再觉得线性代数只是纸上谈兵,而是拥有强大生命力和实用价值的工具。这种“学以致用”的理念,极大地增强了我学习的积极性。

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我从《线性代数入门》这本书中获得的,不仅仅是知识本身,更是一种全新的学习体验。作者在讲解过程中,始终保持着一种鼓励探索、允许犯错的态度。它并没有将自己定位成一个高高在上的“权威”,而是更像一位和你一起学习的朋友。我尤其喜欢书中那些“提示”和“注意”的框注,它们通常会指出一些常见的误区,或者提供一些学习上的小窍门,这些细节之处的关怀,让我在学习过程中少走了很多弯路。比如,在讲解行列式性质时,书中会特别提醒读者注意行列式的可乘性与矩阵可逆性之间的联系,以及如何避免在计算时的一些常见错误。这种细致入微的指导,让我感觉自己是被充分支持和鼓励的,学习的阻力大大降低。它让我认识到,学习数学并非是单纯的记忆和计算,更是一个理解、思考和探索的过程。这本书就像一盏明灯,照亮了我学习线性代数的道路,让我感受到了数学的魅力和趣味。

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《线性代数入门》在练习题的设计上,也展现了其作为一本优秀入门教材的特质。它提供的练习题并非简单的重复性计算,而是充分体现了对核心概念的理解和运用。每一章节的末尾,都配备了数量适中且难度梯度明显变化的练习题。一部分是巩固基础的概念性问题,要求读者能够准确地运用定义和定理;另一部分则是更具挑战性的问题,需要读者将学到的知识融会贯通,运用到解决新的问题中。我特别欣赏的是,书中还包含了一些引导性的思考题,它们往往不直接给出答案,而是通过提问的方式,引导读者自己去探索和发现,培养独立思考和解决问题的能力。此外,书中的一些案例分析,也常常附带一些可以动手尝试的练习,让读者将理论知识应用到具体的场景中,从而加深理解。这种多样化的练习形式,有效地帮助我巩固了所学的知识,并且在实践中检验了自己的理解程度,让我觉得学习过程更加充实和有效。

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《线性代数入门》在内容的深度和广度上,展现了其作为一本优质教材的严谨性。它没有因为“入门”的定位而回避线性代数中的核心概念,反而以一种非常清晰且逻辑严密的方式,将它们一一呈现。从向量空间的定义、子空间的性质,到线性无关、基、维数等一系列重要概念,作者都给出了清晰的定义和详实的解释。我特别喜欢书中关于“基”和“维数”的讲解,它不仅仅是数学上的定义,更是通过类比和几何可视化,帮助读者理解这些抽象概念的实际意义。例如,它会形象地将基比作描述一个空间的“坐标系”,而维数则是这个空间“独立方向”的数量。这种将抽象概念与直观理解相结合的方式,极大地降低了学习的门槛。此外,书中还系统地介绍了线性变换的性质,以及如何用矩阵来表示线性变换,并且探讨了矩阵的秩、零空间等关键概念,这些内容为理解更复杂的线性代数理论打下了坚实的基础,让我觉得这本书的知识体系非常完整。

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