高等代数(第三版 上册)

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丘维声 著
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出版社: 高等教育出版社
ISBN:9787040418804
版次:3
商品编码:12274342
包装:平装
开本:16开
出版时间:2015-03-01
用纸:胶版纸
页数:249
字数:310000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

  《高等代数(第三版 上册)》是高等学校的主干基础课“高等代数”课程的教材,它是作者积四十多年的教学经验,积极进行高等代数课程的教学目标、教学内容体系和教学方法改革的结果。全书既使学生扎实地掌握高等代数的基础知识和基本方法,又注重培养学生具有数学的思维方式;渗透现代数学研究结构和态射(即保持运算的映射)的观点,体现信息时代的要求,精选和更新教学内容;理论深刻,从具体到抽象,深入浅出,让学生在观察、探索、猜测和论证中生动活泼地学习。
  全书分上、下两册。上册讲述线性代数的具体研究对象:线性方程组,行列式,数域K上的n维向量空间Kn,矩阵的运算,欧几里得空间R“,矩阵的相抵与相似,二次型与矩阵的合同。下册讲述多项式环,线性空间,线性映射(包括线性变换和线性函数),具有度量的线性空间(包含欧几里得空间,酉空间,正交空间,辛空间)。《高等代数(第三版 上册)》按节配置适量习题,书末附有习题答案与提示。
  《高等代数(第三版 上册)》可作为综合性大学、理工科大学和高等师范院校的高等代数课程的教材。

内页插图

目录

第1章 线性方程组
§1 高斯(Gauss)一若尔当(Jordan)算法
§2 线性方程组的解的情况及其判别准则
§3 数域
应用与实验课题:配制食品模型

第2章 行列式
§1 n元排列
§2 n阶行列式的定义
§3 行列式的性质
§4 行列式按一行(列)展开
§5 克拉默(Cramer)法则
§6 行列式按K行(列)展开
应用与实验课题:行列式在几何中的应用

第3章 n维向量空间Kn
§1 n维向量空间Kn及其子空间
§2 线性相关与线性无关的向量组
§3 极大线性无关组,向量组的秩
§4 向量空间Kn及其子空间的基与维数
§5 矩阵的秩
§6 线性方程组有解的充分必要条件
§7 齐次线性方程组的解集的结构
§8 非齐次线性方程组的解集的结构
应用与实验课题:线性方程组在几何中的应用

第4章 矩阵的运算
§1 矩阵的运算
§2 特殊矩阵
§3 矩阵乘积的秩与行列式
§4 可逆矩阵
§5 矩阵的分块
§6 正交矩阵,欧几里得空间Rn
§7Kn到Ks的线性映射
应用与实验课题:区组设计的关联矩阵

第5章 矩阵的相抵与相似
§1 等价关系与集合的划分
§2 矩阵的相抵
§3 广义逆矩阵
§4 矩阵的相似
§5 矩阵的特征值和特征向量
§6 矩阵可对角化的条件
§7 实对称矩阵的对角化
应用与实验课题:色盲遗传模型

第6章 二次型,矩阵的合同
§1 二次型和它的标准形
§2 实二次型的规范形
§3 正定二次型与正定矩阵
应用与实验课题:正(负)定矩阵在极值问题中的应用
习题答案与提示
参考文献

前言/序言

  这次对《高等代数(第二版)》(上册、下册)进行修订,主要在以下几方面:
  1.更加突出了高等代数课程的主线:研究线性空间的结构及其态射I即线性映射)
  几何空间是实数域上的3维线性空间,物理学科中的闵可夫斯基空间是实数域上的4维线性空间,并且定义了一个非退化对称双线性函数作为内积.那么为什么要研究维数大干4的线性空间?促使我们研究维数大于4的线性空间的动力之一是直接从线性方程组的系数和常数项判断原方程组有无解,以及研究解集的结构,因此我们在上册第1章讲述线性方程组的解法;第2章为了研究n个方程的n元线性方程组有唯一解的充分必要条件,讲述了n阶行列式的概念和性质;第3章讲述数域K上的n维向量空间K"及其子空间的结构,从而得出了线性方程组有解的充分必要条件,以及解集的结构,在下册的第8章详细研究了域F上线性空间的结构,在第10章研究了具有度量的线性空间(欧几里得空间,酉空间,正交空间和辛空间)的结构,
  线性空间为研究数学学科和物理学科以及经济学科等的众多问题提供了广阔的天地,而线性映射好比是在线性空间这个广阔天地里驰骋的一匹匹骏马.我们在下册的第9章详细研究了线性映射(包括线性变换和线性函数)的运算、整体结构和矩阵表示;在第10章研究了在具有度量的线性空间上的与度量有关的线性变换的性质.为了给研究线性映射打下基础,也由于矩阵在许多领域中有广泛的应用,因此我们在上册第4章讲述了矩阵的运算;在第5章讲述了矩阵的相抵分类、相似分类;在第6章讲述了矩阵的合同分类和二次型,为了给研究线性变换的最简单形式的矩阵表示打下基础,也由于一元多项式和多元多项式在许多领域有重要应用,我们在下册第7章研究了数域K上一元多项武环K[x]的结构及其通用性质(即态射),以及n元多项式环的结构及其通用性质;并且在第7章从整数集z,偶数集2Z,数域K上所有一元多项武组成的集合K[x],以及数域K上所有n级矩阵组成的集合M.(K)都有加法和乘法运算,以及它们满足的运算法则的共同点,抽象出环的概念;在第7章的最后一节从星期这一熟悉的现象引出模m剩余类环的概念,从模7剩余类环Z,和数域的共同点引出域的概念,从Z,与数域的不同点引出域的特征的概念.于是我们在下册第8章和第9章讲的是任意域上的线性空间及其线性映射,这是信息时代的需要。
高等代数(第三版 上册) 本书并非一本关于“高等代数(第三版 上册)”的书籍。 这是一本旨在深入探索数学领域各个精彩分支的读物,其内容丰富,视角独特,将引领读者遨游于抽象与严谨的逻辑世界。我们并非在此介绍一本具体的高等代数教材,而是呈现一套涵盖广泛数学知识的百科全书式的内容。本书的编排旨在提供一个全面而深入的数学视野,帮助读者理解各个分支之间的联系与发展,并激发对数学更深层次的探索欲望。 第一部分:数学的基石——集合论与逻辑 本书的起点,是构建坚实的数学基础。我们将从集合论的公理体系出发,深入理解集合的定义、分类、运算及其在数学中的核心地位。从朴素集合论的直观概念,到ZFC公理系统的严谨构建,读者将逐步体会到数学形式化的力量。我们还将探讨映射、关系、基数等关键概念,理解它们如何成为构建复杂数学结构的基石。 逻辑学作为数学的灵魂,在本部分将得到详尽的阐述。我们将介绍命题逻辑和谓词逻辑,理解命题的真值、逻辑联结词、量词以及证明的基本方法。从演绎推理到归纳推理,读者将学习如何构建严谨的数学论证,辨析逻辑谬误,并掌握数学证明的艺术。我们还将触及一些基础的集合论证明技巧,例如数学归纳法、反证法等,为后续更复杂的证明打下基础。 第二部分:代数的抽象之美——群、环、域的探索 进入代数的世界,我们将从最基本的代数结构——群——开始。本书将详细介绍群的定义、性质,以及各种重要的群结构,如循环群、对称群、矩阵群等。我们还将深入探讨子群、陪集、正规子群、商群等概念,并学习同态和同构定理,理解它们在揭示代数结构之间的相似性与等价性方面的重要作用。 随后,我们将踏入环的领域。本书将定义环的公理,并介绍各种重要的环结构,如整数环、多项式环、矩阵环等。我们将探讨环的理想、因子环、域等概念,并深入理解唯一因子分解整环(UFD)和主理想整环(PID)的性质。这些概念为理解数域的结构和性质提供了重要的工具。 最后,我们将聚焦于域。本书将介绍域的定义和基本性质,并重点介绍有限域、代数扩张域、伽诺扩张域等。我们将深入理解域的扩张原理,以及如何利用域的结构来解决多项式方程的根的问题。域的理论在密码学、编码理论等现代数学应用中占有核心地位。 第三部分:线性空间的奥秘——向量空间与线性变换 本部分将带领读者进入一个更加广阔的代数世界——线性代数。本书将从向量空间的定义出发,详细阐述向量空间的基、维度、线性组合、线性无关等基本概念。我们将介绍各种重要的向量空间,如多项式空间、函数空间等,并理解它们在不同数学领域中的应用。 线性变换作为连接不同向量空间的桥梁,在本部分将得到深入的探讨。本书将定义线性变换的性质,并介绍线性变换的矩阵表示。我们将学习如何进行线性变换的复合、求逆,并理解线性变换在几何上的意义,如旋转、伸缩、投影等。 核(Kernel)和像(Image)是理解线性变换的关键概念。本书将详细阐述核空间和像空间,并介绍它们与线性变换的秩、零度等性质之间的关系。我们将学习如何利用这些概念来分析线性方程组的解的结构,并理解线性代数在求解大型方程组和优化问题中的重要作用。 第四部分:矩阵的魔力——行列式、特征值与特征向量 矩阵作为线性代数的核心工具,在本部分将得到淋漓尽致的展现。本书将详细介绍矩阵的定义、运算,以及各种重要的矩阵类型,如方阵、对称矩阵、正交矩阵等。我们将深入理解矩阵的秩、迹等性质,并学习如何通过矩阵运算来解决实际问题。 行列式作为方阵的一个重要不变量,在本部分将得到详尽的讲解。我们将介绍行列式的计算方法,并深入理解行列式的几何意义,例如它与向量组围成的体积的关系。行列式在判断线性方程组是否有唯一解、求逆矩阵等方面起着至关重要的作用。 特征值和特征向量是理解线性变换行为的关键。本书将详细介绍特征值和特征向量的定义,并提供计算它们的方法。我们将理解特征值和特征向量与矩阵对角化、奇异值分解等重要概念之间的联系,并认识到它们在物理学、工程学、数据科学等领域的广泛应用。 第五部分:多项式的世界——根的分布与代数基本定理 本部分将聚焦于多项式的研究。我们将从多项式的定义、运算开始,深入理解多项式的性质,如次数、系数、因式分解等。我们将探讨多项式的根的分布问题,并学习如何利用各种方法来求解多项式方程。 代数基本定理作为多项式理论的核心,在本部分将得到详尽的阐述。我们将理解代数基本定理的深刻含义,即任何次数大于零的复系数多项式在复数域上至少有一个根。我们将探讨重根、共轭复根等概念,并学习如何利用代数基本定理来研究多项式的根的性质。 本书还将触及一些更深入的多项式理论,例如有理根定理、因式定理、余数定理等。我们将学习如何利用这些定理来简化多项式方程的求解过程,并理解它们在构造特定性质的多项式时所起到的作用。 第六部分:初步接触抽象代数——李代数与张量(可选) 在本书的最后部分,我们将为读者打开通往更深层次抽象代数的大门。对于篇幅允许的情况下,我们将初步介绍李代数这一重要的代数结构。李代数在微分几何、物理学(如量子力学、粒子物理学)等领域有着广泛的应用。我们将了解李代数的定义,以及一些基本的李代数结构,如李括号的性质。 此外,我们还将简要介绍张量的概念。张量作为多线性映射的推广,是描述物理量的重要工具。我们将理解张量的定义、指标标记、指标运算等基本概念,并初步认识到张量在广义相对论、连续介质力学等领域的应用。 本书的特色与价值: 全面性与深度兼备: 本书并非仅仅罗列数学概念,而是致力于深入浅出地讲解各个分支的核心思想、基本定理以及它们之间的内在联系。 逻辑严谨与直观理解并重: 我们力求在保持数学严谨性的同时,通过恰当的例子和解释,帮助读者建立直观的理解。 激发探索欲望: 本书的编写旨在为读者提供一个坚实的数学基础和广阔的视野,鼓励他们继续深入探索数学的无限可能。 多角度的学习体验: 通过详实的理论阐述,结合概念的引入和应用的思考,为不同层次的读者提供有效的学习路径。 本书将是一次激动人心的数学旅程,让我们一同探索数学世界的无穷魅力。

用户评价

评分

“高等代数(第三版 上册)”为我打开了一扇通往抽象代数世界的大门。我对书中关于矩阵的谱分解的讲解印象深刻。理解如何将一个矩阵分解为其特征向量和特征值的组合,以及这个分解在不同情境下的意义,让我对矩阵的性质有了更深入的理解。书中不仅给出了理论的推导,还联系了实际应用,例如在信号处理和图像压缩中的应用,这让我看到了抽象数学的强大生命力。我记得书中在讨论线性算子在向量空间上的作用时,给出了非常生动的几何解释,例如拉伸、旋转、投影等,这让我对线性变换有了更直观的感受。此外,书中对于有限域的构造和性质的介绍,也让我大开眼界。理解如何在一个有限的集合上定义加法和乘法,并保持域的运算律,这对我来说是全新的概念。我尝试着去构造一些小的有限域,并验证它们的性质,这让我对数学的严谨性和创造性有了更深的体会。书中在介绍概念时,总是会给出大量的例子,并且这些例子都非常具有代表性,能够涵盖概念的各种典型情况,这对于我这种需要通过具体例子来理解抽象概念的读者来说,是非常宝贵的。这部书的叙述方式,是一种非常流畅的学术叙述,没有丝毫的拖泥带水,但又不会过于简略,能够让读者在理解的基础上进行深入思考。

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“高等代数(第三版 上册)”给我的感觉,就像是在攀登一座巍峨的数学高峰。从基础的向量空间开始,一步步地构建起更复杂的代数结构。我特别着迷于书中关于双线性型和二次型的讨论。理解二次型的符号性、合同变换以及它们在几何上的对应关系,让我对空间有了更直观的理解。书中提供的各种判别法和化简方法,不仅能够帮助我解决实际问题,更重要的是,它锻炼了我对数学对象进行分解、重构和优化的能力。我记得在学习二次型化为标准形时,书中提供了几种不同的方法,每种方法都有其独特的优势和适用范围,这让我体会到数学的丰富性和灵活性。不仅仅是理论上的讲解,书中还包含了一些经典的代数问题,例如证明某些数学猜想的局部结果,或是对某些著名代数结构的构造性描述,这些都极大地激发了我的好奇心和探索欲。我尝试着去复现书中的一些证明过程,并在此基础上进行变体思考,这让我受益匪浅。书中的例子也十分贴切,能够将抽象的理论与具体的场景联系起来,帮助我更好地理解公式和定理的含义。例如,在讲解矩阵的秩时,书中用到了求解线性方程组的例子,让我深刻理解了秩的几何意义和代数意义。整体而言,这部书的编写风格,既有学术的严谨,又不失对读者理解的关怀,是一种非常理想的教材。

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阅读“高等代数(第三版 上册)”,就像是在一个精心设计的迷宫中探索。每一个章节都层层递进,环环相扣。我被书中关于线性空间子空间分解的理论深深吸引,例如直和分解的概念,它让我能够将一个复杂的空间分解为若干个更简单的子空间,从而更方便地进行研究。书中对于这种分解的条件和性质的论述,清晰而透彻。我记得在学习张量积空间时,书中通过图示和具体的例子,将抽象的张量积概念具象化,让我能够理解不同向量空间的张量积是如何构建一个新的、更高维度的空间。这对于理解一些更高级的代数结构,如外代数和张量代数,奠定了坚实的基础。书中在介绍各个概念时,不仅给出了数学上的严格定义,还会深入探讨这些概念的几何意义和物理意义,这极大地拓展了我的视野。我尤其喜欢书中关于矩阵的运算和性质的详细讨论,例如矩阵的相似变换、合同变换以及它们在不同基下的不变量,这些都让我对矩阵有了更全面的认识。很多时候,我会反复阅读书中对某个重要概念的阐释,并尝试用自己的语言去复述,这种“内化”的过程,让我真正地掌握了知识。这部书的排版也十分精良,符号的运用规范,公式的推导清晰,整体阅读体验非常舒适。

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这部“高等代数(第三版 上册)”对我来说,真是一场与数学殿堂的深度对话。从翻开第一页起,我就被它严谨的逻辑和深邃的思想所吸引。那些关于向量空间、线性变换、行列式、矩阵的讲解,仿佛一幅幅精美的数学画卷在我眼前徐徐展开。作者对于概念的阐释,并非简单地罗列定义和定理,而是深入浅出地剖析其内在的联系和几何直观,这对于我这种需要反复琢磨才能领悟的读者来说,简直是福音。尤其是在讨论线性无关与基的概念时,书中通过大量的例子和图示,将抽象的代数结构具体化,让我能够清晰地理解为什么某些向量组可以构成一个空间,以及基在描述这个空间时的关键作用。我记得有一个关于子空间交集与并集的定理,书中花了相当多的笔墨来解释其意义,并给出了几种不同的证明思路,这让我对“子空间”这个概念有了更深刻的认识,不再是死记硬背的公式,而是有了更强的数学直觉。此外,书中对于证明的严谨性也是我赞赏有加的一点。每一个定理的证明都清晰明了,步步为营,没有丝毫含糊不清的地方。这使得我在阅读过程中,能够跟着作者的思路一步步推导,并从中学习到严谨的数学论证方法。很多时候,我会停下来,尝试自己去完成一些证明,或者思考是否有其他更巧妙的证法,这种互动式的阅读体验,极大地提升了我学习的积极性和主动性。这部书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养。

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这部“高等代数(第三版 上册)”不仅仅是一本教科书,更像是一位循循善诱的数学导师。我特别喜欢书中关于多项式环的讨论,例如环的理想、商环的概念,以及它们与多项式方程根之间的联系。书中通过举例说明,如何通过研究多项式环的性质来揭示方程的解的结构,这让我对代数几何的初步思想有了初步的认识。我记得书中在讲解域的完备化时,虽然涉及到一些较深的分析概念,但作者巧妙地将其与代数结构联系起来,并给出了直观的解释,这对于我理解代数概念的普适性非常有帮助。书中对于数学史的简要回顾,也让我对高等代数的发展脉络有了更清晰的认识,了解了那些伟大的数学家是如何一步步构建起这些宏伟理论的。这极大地激发了我对数学研究的兴趣。此外,书中对于一些重要定理的证明,例如Cauchy-Binet公式的证明,都写得非常详细,并提供了多种不同的证明思路,这让我能够从不同的角度去理解同一个结论,并学习到不同的数学技巧。我尝试着去自己动手推导,并在推导过程中不断修正自己的理解,这种积极的互动,让我感到学习过程充满乐趣。这部书的整体风格,是一种非常扎实的学术风格,用词精确,逻辑严谨,但又不乏人文关怀,是一种非常好的阅读体验。

评分

这部“高等代数(第三版 上册)”对我而言,是一次意义非凡的数学之旅。我深入学习了关于特征值和特征向量的理论,尤其是它们在矩阵对角化过程中的核心作用。书中详细阐述了对角化的条件和方法,以及对角化矩阵的优势,让我深刻理解了“化繁为简”的数学思想。我记得书中在讨论矩阵的极分解和奇异值分解时,虽然涉及一些更高级的概念,但作者通过类比和直观的解释,让我能够逐步理解这些分解的意义和应用。这对于我理解一些更复杂的数学模型非常有帮助。此外,书中关于代数闭域的概念,以及在代数闭域中多项式根的性质,都让我对域的完备性有了更深刻的认识。我尝试着去理解这些概念背后所蕴含的深刻数学思想,并思考它们在不同数学分支中的潜在应用。这部书的排版十分精美,公式的格式规范,图表的绘制清晰,整体阅读体验非常流畅。我会在阅读时,常常停下来,回顾之前学过的知识,并尝试将新旧知识联系起来,形成一个更完整的知识体系。这部书的风格,是一种非常全面而深入的学术风格,能够让读者在全面掌握知识的同时,也能对数学的深度产生敬畏。

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这部“高等代数(第三版 上册)”就像是一个精巧的数学工具箱,里面的每一个工具都经过精心打磨,并且能够解决各种复杂的问题。我特别欣赏书中关于行列式性质的系统性讨论。从其定义到计算方法,再到与矩阵可逆性、线性无关的深刻联系,书中都给出了清晰的阐释。我记得书中通过对置换群的深入分析,来定义和刻画行列式,这让我理解了行列式不仅仅是一个数值,更是矩阵的一种内在属性。此外,书中关于矩阵的分块运算和性质的讲解,也让我学会了如何将一个复杂的矩阵问题分解成更小的、更容易处理的部分。这对于处理实际应用中的大型矩阵非常有帮助。我尝试着去复现书中对一些经典问题的解答,例如求解高维线性方程组,或者计算复杂行列式的值,这个过程让我不仅巩固了所学知识,也提升了我解决实际问题的能力。书中对于数学证明的逻辑结构和表述方式的示范,也让我受益匪浅,学会了如何清晰、准确地表达自己的数学思想。我会在阅读时,反复推敲作者的每一个论证步骤,并思考其中蕴含的数学哲学。这部书的编写风格,是一种非常严谨而又不失灵活的学术风格,能够让读者在理解深刻概念的同时,也能感受到数学的乐趣。

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“高等代数(第三版 上册)”是一部能够真正启迪思维的书。我被书中关于群论基本概念的深入讲解所折服,尤其是对正规子群、商群的定义和性质的阐述,让我领略到了抽象代数构造的精妙之处。书中通过大量的例子,比如对称群、整数加法群等,生动地展示了群在不同数学分支中的应用。我记得书中在讨论群的同态和同构时,给出了非常清晰的分类定理,这让我对群的结构有了更深刻的理解。对我来说,最难忘的章节之一是关于模(Module)的介绍。虽然模是比群和环更抽象的概念,但书中通过类比向量空间,用一种循序渐进的方式将模的概念引入,并详细讨论了自由模、有限生成模等性质,这让我能够更好地理解代数结构的多样性。书中对于证明技巧的展示也十分到位,例如使用归纳法、反证法等,这些都为我今后的数学学习提供了宝贵的借鉴。我尝试着去模仿书中证明的逻辑,并尝试将这些技巧应用到解决一些自己遇到的问题上,效果显著。这部书的语言风格,既有学术的严谨,又不失哲学的思考,很多时候,读着读着,我会联想到一些更广阔的数学领域,这种“触类旁通”的感觉,让我对数学的魅力有了更深的体会。

评分

初次接触“高等代数(第三版 上册)”,我最直接的感受就是它的“厚重感”。这不仅仅体现在书本的体积上,更在于其内容的深度和广度。我尝试着去理解多项式的代数和几何性质,特别是那些关于根的分布和多项式方程可解性的讨论,让我大开眼界。书中关于域的概念,以及在此基础上构建的域扩张理论,为我打开了一扇通往抽象代数的大门。我尤其喜欢关于伽罗瓦理论的初步介绍,虽然在“上册”中只是一个引子,但它所蕴含的深刻思想,即通过对称性来研究方程的根,对我产生了巨大的吸引力。作者在介绍这些复杂概念时,非常注重历史的溯源和思想的演变,这让我能更好地理解这些概念产生的背景和意义,而不是孤立地看待它们。例如,在讲解群论的基本概念时,书中引用了历史上数学家们在解决特定问题时遇到的困难,是如何一步步引导出群这一抽象结构的。这种叙事性的讲解方式,让原本枯燥的抽象概念变得生动有趣。我记得有一个关于置换群的例子,通过将多项式的根的排列与群的元素对应起来,生动地展示了群论在解决代数问题中的威力。此外,书中对于矩阵的特征值和特征向量的讲解,也让我对线性变换有了全新的认识。我之前对特征值和特征向量的理解仅仅停留在“不变的方向”这一层面,但通过本书的学习,我更深入地理解了它们在矩阵对角化、微分方程求解等方面的应用,这让我看到了代数工具的强大生命力。

评分

“高等代数(第三版 上册)”为我提供了一个系统学习高等代数理论的绝佳平台。我被书中关于向量空间同构的理论所吸引。理解为什么两个不同“形式”的向量空间,在代数结构上却是等价的,这让我对数学的抽象性和普适性有了更深的认识。书中通过构造同构映射,来证明不同空间之间的等价性,这是一种非常强大的证明技巧。我记得书中在讨论线性变换的核和像时,给出了非常清晰的定义和性质,并联系了秩-零度定理,让我理解了线性变换的“信息损失”和“信息保留”的关系。此外,书中关于多项式环的理想理论的初步介绍,为我理解更高级的代数结构,如交换代数,打下了基础。书中通过举例说明,如何利用理想来刻画多项式方程的解集,这让我看到了代数与几何之间的深刻联系。我尝试着去解答书中提供的一些挑战性的习题,这个过程虽然充满挑战,但每一次成功的解决都给我带来了巨大的成就感。这部书的语言风格,是一种非常清晰而又富有启发性的学术语言,能够让读者在保持专注的同时,不断地产生新的思考。

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