线性代数

　　《线性代数》是普通高校“独立学院”文、理科线性代数课程的教材，内容包含行列式、矩阵、向量空间、线性方程组、特征值问题、欧氏空间、二次型、线性空间与线性变换简介等八章。
　　《线性代数》在深度和广度上符合教育部审定的“高等院校非数学专业线性代数课程教学基本要求”，并参照教育部考试中心颁发的《全国硕士研究生招生考试数学考试大纲》数学一与数学三中线性代数的知识范围，编写的立足点是基础与应用并重，注重数学的思想和方法，并适当地渗透现代数学思想及对部分内容进行更新与优化，适合独立学院培养高素质的具有创新精神的应用型人才的目标。
　　《线性代数》结构严谨，难易适度，语言简洁，既可作为独立学院等高校文、理科学生学习线性代数课程的教材，也可作为科技工作者自学线性代数的参考书。

版权信息
内容提要
前言
1 行列式
1.1 行列式基本概念
1.1.1 n阶行列式的定义
1.1.2 行列式的性质
习题1.1
1.2 行列式的计算
1.2.1 拉普拉斯展开定理
1.2.2 行列式计算举例
习题1.2
复习题1
2 矩阵
2.1 矩阵基本概念
2.1.1 矩阵的定义
2.1.2 常用的特殊矩阵
2.1.3 矩阵的线性运算
2.1.4 矩阵的乘法
2.1.5 分块矩阵
习题2.1
2.2 初等变换与初等矩阵
2.2.1 矩阵的初等变换
2.2.2 矩阵的阶梯形
2.2.3 初等矩阵
2.2.4 初等变换与初等矩阵的联系
2.2.5 矩阵的行列式
习题2.2
2.3 逆矩阵
2.3.1 可逆矩阵与逆矩阵
2.3.2 克莱姆法则
2.3.3 用初等行变换求逆矩阵与方程组的唯一解
习题2.3
复习题2
3 向量空间
3.1 向量空间基本概念
3.1.1 向量空间的定义
3.1.2 子空间
习题3.1
3.2 向量组的线性相关性
3.2.1 向量组线性相关与线性无关的定义
3.2.2 线性相关与线性无关向量组的性质
习题3.2
3.3 向量组的秩
3.3.1 向量组的极大无关组
3.3.2 向量组的等价
3.3.3 向量组秩的定义与性质
习题3.3
3.4 矩阵的秩
3.4.1 矩阵秩的定义
3.4.2 用初等行变换求矩阵的秩
3.4.3 矩阵的行秩与列秩
3.4.4 矩阵的和秩
3.4.5 矩阵的积秩
习题3.4
3.5 向量空间的基·基变换·坐标变换
3.5.1 向量空间的基与维数
3.5.2 向量的坐标
3.5.3 基变换与坐标变换
3.5.4 用初等行变换求过渡矩阵与向量的坐标
习题3.5
复习题3
4 线性方程组
4.1 线性方程组解的属性
4.1.1 线性方程组的初等变换
4.1.2 线性方程组解的性质
4.1.3 线性齐次方程组解的属性
4.1.4 线性非齐次方程组解的属性
习题4.1
4.2 线性方程组的通解
4.2.1 线性齐次方程组的基础解系
4.2.2 线性齐次方程组的通解
4.2.3 线性非齐次方程组的通解
习题4.2
复习题4
5 特征值问题
5.1 特征值与特征向量
5.1.1 特征值与特征向量的定义
5.1.2 特征值与特征向量的求法
5.1.3 特征值与特征向量的性质
习题5.1
5.2 矩阵的相似对角化
5.2.1 相似矩阵
5.2.2 矩阵相似对角化的定义
5.2.3 矩阵可相似对角化的条件
5.2.4 矩阵相似对角化的步骤
习题5.2
复习题5
6 欧氏空间
6.1 欧氏空间基本概念
6.1.1 向量的内积
6.1.2 欧氏空间与度量矩阵
6.1.3 向量的模与两向量的夹角
习题6.1
6.2 正交矩阵
6.2.1 正交矩阵基本概念
6.2.2 施密特正交规范化方法
习题6.2
6.3 矩阵的正交相似对角化
6.3.1 矩阵正交相似对角化的定义
6.3.2 实对称矩阵的特征值与特征向量
6.3.3 实对称矩阵可正交相似对角化
6.3.4 实对称矩阵正交相似对角化的步骤
习题6.3
复习题6
7 二次型
7.1 二次型基本概念
7.1.1 二次型的矩阵表示
7.1.2 二次型的等价
习题7.1
7.2 矩阵的合同对角化
7.2.1 合同矩阵
7.2.2 矩阵合同对角化的定义
7.2.3 对称矩阵可合同对角化
*7.2.4 用初等变换将对称矩阵合同对角化
7.2.5 矩阵正交合同对角化的定义
7.2.6 实对称矩阵可正交合同对角化
习题7.2
7.3 二次型的标准形
7.3.1 二次型的标准形与规范形
7.3.2 通过配方化实二次型为标准形
7.3.3 通过正交变换化实二次型为标准形
*7.3.4 通过初等变换化实二次型为标准形
7.3.5 惯性定理
7.3.6 二次曲面类型的判别
习题7.3
7.4 正定二次型与正定矩阵
7.4.1 二次型的分类
7.4.2 正定二次型与正定矩阵的判别法
习题7.4
复习题7
*8 线性空间与线性变换简介
8.1 线性空间的基本概念
8.1.1 线性空间的例子
8.1.2 线性空间的同构
习题8.1
8.2 线性变换的基本概念
8.2.1 线性变换的定义
8.2.2 线性变换的像与核
8.2.3 线性变换在基下的矩阵
8.2.4 线性变换在不同基下矩阵的关系
习题8.2
习题答案与提示
附录 《线性代数》教学课时安排建议

　　著名的德国数学家高斯曾说：“数学是科学的皇后”.人类的实践也已证明数学是所有科学的共同“语言”，是学习所有自然科学的“钥匙”，而数学素养更是成为衡量一个国家科技水平的重要标志.独立学院文、理科线性代数课程是培养高素质应用型人才的重要的必修课，我们编写该课程教材的立足点就是基础与应用并重，以提高学生数学素养为根本目标.
　　在基础与应用并重的思想指导下，我们编写了线性代数课程的教学大纲，设计了课时安排，教材编写与教学实践密切结合，并多次修改力求完善.在编写过程中，我们努力做到：
　　（1）在深度和广度上符合教育部审定的“高等院校非数学专业线性代数课程教学基本要求”，并参照教育部考试中心颁发的《全国硕士研究生招生考试数学考试大纲》数学一与数学三中线性代数的知识范围.在独立学院中，有不少学生是因为高考发挥失常而没有考上理想的高校，进入独立学院后，他们发奋努力，立志考研.我们编写教材时，在广度上尽可能达到考研的知识范围.
　　（2）注重数学的思想和方法，适当地渗透现代数学思想，并运用部分近代数学的术语与符号，以求符合独立学院培养高素质的具有创新精神的应用型人才的目标.教材除了要使学生获得线性代数的基本概念、基本理论和基本方法，还要让学生受到一定的科学训练，学到数学思想方法，为其学习后继课程提供必要的数学基础，并为其毕业后胜任工作或继续深造积累潜在的能力.
　　（3）通过教学研究，将一些经典定理、公式的结论或证明加以更新与优化.如此，既改革了教学内容，又丰富了线性代数的内涵.
　　我们的目标是全书结构严谨，难易适度，语言简洁，既适合培养目标，又贴近教学实际，便于教与学.
　　本书包含行列式、矩阵、向量空间、线性方程组、特征值问题、欧氏空间、二次型、线性空间与线性变换简介等八章.对数学要求较高的理工类、经管类专业，如电子、电气、计算机、经管、金融等，本书可用一个学期讲授，每周4学时；其他专业，如土木、地质、化工等，可依实际安排的学时数选讲线性代数的基本内容（如略去基变换与坐标变换、二次型等）.本书在附录部分提供了线性代数课程的教学课时安排建议，供授课老师参考.
　　书中用*标出的部分为较难内容，供任课教师选用（一般留给学生课外自学）.书中习题分A，B两组，A组为基本要求，B组为较高要求；除第8章外，每一章末有复习题，供学有余力的学生练习.书末附有习题答案与提示.
　　本书由陈仲、王培、林小围编著，陈仲写第1，4，8章，王培写第3，5，6章，林小围写第2，7章.
　　感谢金陵学院教务处和基础教学部对编者的关心，感谢钱钟教授、王均义教授、黄卫华教授和王建民主任对编者的支持，感谢范克新、邓建平、袁明霞、马荣、章丽霞、魏云峰、邵宝刚等老师使用本书讲授线性代数课程，并给编者提供宝贵的修改建议.感谢东南大学出版社吉雄飞编辑的认真负责和悉心编校，使本书质量大有提高.
　　书中不足与错误难免，敬请智者不吝赐教.
　　陈仲
　　2018年1月于南京大学

　　在微积分课程的“空间解析几何”一章中我们已介绍过2阶与3阶行列式的计算，这一章将系统介绍n阶行列式的定义、性质和计算.
　　1.1　行列式基本概念
　　1.1.1　n阶行列式的定义
　　定义1.1.1（行列式）　设F为一数域，aij∈F（i，j=1，2，…，n），将这n2个数aij排成n行、n列的方形阵列，左右两边各画一条竖线得