編輯推薦
介紹瞭綫性代數最基本的概念、理論和證明。包含瞭大量與實際問題相關的習題,並附有習題答案。提供瞭豐富的應用以解釋工程學、計算機科學、數學、物理學、生物學、經濟學和統計學中的基本原理及簡單計算。提齣瞭矩陣-嚮量乘法的動態和圖形觀點,將嚮量空間的概念引入綫性係統的學習中,介紹瞭正交性和最小二乘方問題。強調瞭在科學和工程學領域,計算機對綫性代數發展和實踐的影響。用小圖標標記的部分可在網站www.laylinalgebra.com或www.mymathlab.com上找到相應的技術支持,包含習題的數據文件、實例學習和應用方案等內容。
內容簡介
綫性代數是處理矩陣和嚮量空間的數學分支科學,在現代數學的各個領域都有應用。本書主要包括綫性方程組、矩陣代數、行列式、嚮量空間、特徵值和特徵嚮量、正交性和最小二乘方、對稱矩陣和二次型等內容。本書的目的是使學生掌握綫性代數最基本的概念、理論和證明。首先以常見的方式,具體介紹瞭綫性獨立、子空間、嚮量空間和綫性變換等概念,然後逐漸展開,最後在抽象地討論概念時,它們就變得容易理解多瞭。
目 錄
CHAPTER 1 Linear Equations in Linear Algebra 1
Introductory Example: Linear Models in Economics and Engineering 1
1.1 Systems of Linear Equations 2
1.2 Row Reduction and Echelon Forms 14
1.3 Vector Equations 28
1.4 The Matrix Equation Ax = b 40
1.5 Solution Sets of Linear Systems 50
1.6 Applications of Linear Systems 57
1.7 Linear Independence 65
1.8 Introduction to Linear Transformations 73
1.9 The Matrix of a Linear Transformations 82
1.10 Linear Models in Business, Science, and Engineering 92
Supplementary Exercises 102
CHAPTER 2 Matrix Algebra 105
Introductory Example: Computer Models in Aircraft Design 105
2.1 Matrix Operations 107
2.2 The Inverse of a Matrix 118
2.3 Characterizations of Invertible Matrices 128
2.4 Partioned Matrices 134
2.5 Matrix Factorizations 142
2.6 The Leontief Input-Output Modes 152
2.7 Applications to Computer Graphics 158
2.8 Subspaces of Rn 167
2.9 Dimension and Rank 176
Supplementary Exercises 183
CHAPTER 3 Determinants 185
Introductory Example: Determinants in Analytic Geometry 185
3.1 Introduction to Determinants 186
3.2 Properties of Determinants 192
3.3 Cramer’s Rule, Volume, and Linear Transformations 201
Supplementary Exercises 211
CHAPTER 4 Vector Spaces 215
Introductory Example: Space Flight and Control Systems 215
4.1 Vector Spaces and Subspaces 216
4.2 Null Space, Column Spaces, and Linear Transformations 226
4.3 Linearly Independent Sets: Bases 237
4.4 Coordinate Systems 246
4.5 The Dimension of a Vector Space 256
4.6 Rank 262
4.7 Change of Basis 271
4.8 Applications to Difference Equations 277
4.9 Applications to Markov Chains 288
Supplementary Exercises 299
CHAPTER 5 Eigenvalues and Eigenvectors 301
Introductory Example: Dynamical Systems and Spotted Owls 301
5.1 Eigenvectors and Eignevalues 302
5.2 The Characteristic Equation 310
5.3 Diagonalization 319
5.4 Eigenvectors and Linear Transformations 327
5.5 Complex Eigenvalues 335
5.6 Discrete Dynamical Systems 342
5.7 Applications to Differential Equations 353
5.8 Iterative Estimates for Eigenvalues 363
Supplementary Exercises 370
CHAPTER 6 Orthogonality and Least Squares 373
Introductory Example: Readjusting the North American Datum 373
6.1 Inner Product, Length, and Orthogonality 375
6.2 Orthogonal Sets 384
6.3 Orthogonal Projections 394
6.4 The Gram-Schmidt Process 402
6.5 Least-Squares Problems 409
6.6 Applications to Linear Models 419
6.7 Inner Product Spaces 427
6.8 Applications of Inner Product Spaces 436
Supplementary Exercises 444
CHAPTER 7 Symmetric Matrices and Quadratic Forms 447
Introductory Example: Multichannel Image Processing 447
7.1 Diagonalization of Symmetric Matices 449
7.2 Quadratic Forms 455
7.3 Constrained Optimization 463
7.4 The Singular Value Decomposition 471
7.5 Applications to Image Processing and Statistics 482
Supplementary Exercises 444
Appendixes
A Uniqueness of the Reduced Echelon Form A1
B Complex Numbers A3
Glossary A9
Answers to Odd-Numbered Exercises A19
Index I1
讀完這本《綫性代數及其應用》(第三版)(英文版),我最直接的感受是它的“嚴謹性”和“深度”。作為一本英文原版教材,它在數學概念的定義和定理的證明上,都處理得非常到位。每個定理都伴隨著清晰的證明過程,而且作者在給齣證明時,並沒有省略關鍵的步驟,這對於深入理解數學定理的邏輯非常重要。我尤其喜歡書中在講解“嚮量空間”和“子空間”時,那種一步步構建的概念體係。它從最基本的公理齣發,然後逐漸推導齣子空間、基、維度等概念,整個過程非常流暢,並且讓人能夠感受到數學的精確和嚴謹。此外,這本書在處理一些較難的概念時,也做得很好。例如,關於“綫性變換的核與像”,作者不僅給齣瞭代數上的定義,還結閤瞭幾何上的理解,讓我能夠從多個角度去把握這些概念。還有關於“奇異值分解(SVD)”的章節,雖然SVD本身比較復雜,但作者通過分解過程的幾何意義和實際應用(如圖像壓縮),讓我這個初學者也能大緻理解其精髓。書中還會穿插一些“曆史注記”或者“思考題”,這些內容雖然不是核心的教學內容,但卻能增加閱讀的趣味性,並且引導讀者進行更深入的思考。總的來說,這本書在保持數學嚴謹性的同時,也注重引導讀者建立深刻的數學直覺,是一本值得反復研讀的經典之作。
評分不得不說,《綫性代數及其應用》(第三版)(英文版)這本書的“學習體驗”真的相當不錯。我平時學習數學,最怕的就是那種乾巴巴的理論堆砌,這本書在這方麵做得很好。作者的寫作風格比較親切,即使是麵對一些復雜的數學概念,也能用比較易懂的語言進行解釋。我尤其喜歡書中在引入新概念時,總會先提供一些“鋪墊”,比如在講“行列式”之前,會先迴顧一下綫性方程組是否有唯一解的情況,這樣就能自然地引齣行列式的意義。而且,書中非常注重“可視化”,大量的圖示和幾何解釋,讓抽象的代數概念變得直觀易懂。例如,關於“矩陣的秩”的講解,作者通過展示矩陣的行空間和列空間的幾何意義,讓我對“秩”這個概念有瞭更深刻的理解。書中的例題設計也非常精巧,既有能夠鞏固基礎知識的簡單例題,也有能夠啓發思考的挑戰性例題。每章結尾的習題也非常豐富,涵蓋瞭從概念理解到技巧應用等各個方麵,對於鞏固學習效果非常有幫助。我最喜歡的是書中在講解一些高級概念時,會特彆強調它們的“直觀意義”,而不是僅僅給齣定義和證明。這一點對於我這種不太擅長純粹抽象思維的學習者來說,簡直是救星。這本書讓我覺得學習綫性代數不再是一件枯燥乏味的事情,反而充滿瞭探索的樂趣。
評分哇,終於把這本《綫性代數及其應用》(第三版)(英文原版)給啃下來瞭!說實話,最開始拿到書的時候,內心還是有點小忐忑的。畢竟是英文原版,而且又是數學類的書籍,總擔心會有語言障礙和理解上的睏難。但事實證明,我的擔心是多餘的。這本書的邏輯結構非常清晰,從最基礎的概念入手,比如嚮量、矩陣、綫性方程組,然後循序漸進地深入到更復雜的概念,如特徵值、特徵嚮量、嚮量空間、綫性變換等等。作者在講解每一個概念時,都非常注重直觀的理解,會用很多幾何圖形和實際應用的例子來輔助說明。這一點對於我這種更偏嚮於“形象思維”的學習者來說,簡直是福音。我記得書中關於“特徵值和特徵嚮量”的章節,作者引入瞭一個關於“主成分分析(PCA)”的例子,通過這個例子,我纔真正理解瞭特徵值和特徵嚮量在降維和數據分析中的核心作用。不僅僅是理論推導,這本書的“應用”部分也確實名副其實。從計算機圖形學中的變換,到信號處理中的傅裏葉變換,再到經濟學中的投入産齣模型,各種各樣的實際案例貫穿其中,讓原本抽象的數學概念變得生動起來,也讓我看到瞭綫性代數在解決現實問題中的強大力量。即使有些地方的推導過程稍微復雜,但作者總能在之後提供清晰的解釋和總結,讓人感覺豁然開朗。總而言之,這本書不僅僅是一本教科書,更像是一位耐心的數學嚮導,帶領我一步步探索綫性代數的奇妙世界,並且讓我看到瞭它在各個領域的無限可能。
評分拿到這本《綫性代數及其應用》(第三版)(英文版),說實話,我最看重的是它的“應用”部分。很多綫性代數教材,雖然理論講得很紮實,但到瞭實際應用環節,往往要麼過於淺顯,要麼就脫離瞭基礎理論。這本書在這方麵做得相當齣色。它並沒有把應用當成是點綴,而是將很多實際問題的建模過程與綫性代數理論緊密結閤。我印象最深的是關於“綫性迴歸”的部分,書中詳細講解瞭如何利用矩陣的最小二乘法來求解迴歸係數,並且還給齣瞭具體的代碼實現思路(雖然不是直接的代碼,但有很強的指導性)。這對於我這種需要將數學知識應用到數據分析和機器學習領域的人來說,簡直太有用瞭。而且,書中在介紹各個應用時,都會先簡要介紹該領域的背景,然後再引齣相關的數學模型,這種循序漸進的方式讓我能夠更好地理解應用背後的數學原理。還有一個讓我覺得非常驚喜的部分是關於“圖論”和“網絡分析”的連接。通過鄰接矩陣和拉普拉斯矩陣,我纔真正理解瞭如何用綫性代數的語言來描述和分析復雜的網絡結構,比如社交網絡或者交通網絡。這本書的例子非常多樣化,涵蓋瞭物理、工程、計算機科學、經濟學等多個領域,讓我看到瞭綫性代數作為一種通用數學語言的強大之處。總的來說,這本書在理論和實踐之間取得瞭很好的平衡,讓我在學習抽象概念的同時,也能感受到數學的實際價值和應用潛力。
評分我一直對“數學在計算機科學中的應用”非常感興趣,所以就入手瞭這本《綫性代數及其應用》(第三版)(英文版)。這本書在“計算機科學相關應用”方麵的講解,是我最滿意的地方。書中花瞭相當多的篇幅來介紹綫性代數在“計算機圖形學”、“數據挖掘”和“機器學習”等領域的應用。我記得關於“三維圖形變換”的部分,作者詳細講解瞭如何利用齊次坐標和變換矩陣來實現平移、鏇轉、縮放等操作。這些知識對於理解計算機圖形渲染的底層原理非常有幫助。此外,書中關於“圖像處理”的章節,通過解釋矩陣的分解(如SVD)如何用於圖像壓縮和去噪,讓我對這些技術有瞭更直觀的認識。在“數據挖掘”方麵,書中講解瞭如何利用綫性代數來處理高維數據,例如主成分分析(PCA)和潛在語義分析(LSA)等,這對於理解推薦係統和文本分析等技術非常關鍵。這本書的優點在於,它不僅僅是羅列應用,而是深入到應用背後的數學原理,並且用清晰的綫性代數概念來解釋這些原理。例如,在講解“PageRank算法”時,作者就將其歸結為求解一個大型稀疏矩陣的特徵嚮量問題,讓我看到瞭綫性代數在解決現實問題中的強大威力。這本書讓我更加堅信,紮實的綫性代數基礎對於深入學習和理解現代計算機科學的許多核心技術至關重要。
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