線性代數(shù)是一門數(shù)學(xué)科目,引入幾何代數(shù)、線性方程組、多項式、線性變換和矩陣等內(nèi)容。范益政的線性代數(shù)自學(xué)指導(dǎo)是一本廣受歡迎的" />
Introduction
線性代數(shù)是一門數(shù)學(xué)科目,引入幾何代數(shù)、線性方程組、多項式、線性變換和矩陣等內(nèi)容。范益政的線性代數(shù)自學(xué)指導(dǎo)是一本廣受歡迎的教材,由美國科學(xué)出版社與機械·工業(yè)出版社合作出版,是計算機科學(xué)與工程(CSE)專業(yè)學(xué)生必讀書目之一。
Section 1:第一章答案詳解
第一章是線性代數(shù)的基礎(chǔ),包括矩陣和向量等概念。以下是該章節(jié)的一些經(jīng)典問題和范益政課后答案詳解:
根據(jù)向量的概念,(3, -2)和(2, 5)是兩個二維向量,其坐標(biāo)向量為 [3 -2] 和 [2 5],模長分別為sqrt(3^2+(-2)^2)和sqrt(2^2+5^2)。因此,[3 -2] 和 [2 5] 是兩個向量的坐標(biāo)向量,它們的模長分別是3.61和5.39。
對于矩陣A和矩陣B,可以先求 A+B,即$\\begin{bmatrix} 1+5 & 2+6 \\\\3+7 & 4+8\\end{bmatrix}$,得到 $\\begin{bmatrix} 6 & 8 \\\\10 & 12\\end{bmatrix}$。針對AB,首先要做的是將B的列寫成行,即$$B=\\begin{bmatrix}5 & 6\\\\7 & 8\\end{bmatrix}=\\begin{bmatrix}5\\\\7\\end{bmatrix}\\begin{bmatrix}6&8\\end{bmatrix}$$將AB寫成矩陣運算形式:$\\begin{bmatrix}1 & 2 \\\\3 & 4\\end{bmatrix} \\begin{bmatrix}5 & 6 \\\\7 & 8\\end{bmatrix}$。計算第一行乘以第一列得到$1\imes 5+2\imes 7$,得到第一個元素。同理第一行乘以第二列得到$1\imes 6+2\imes 8$,得到第二個元素。接下來是第二行的運算,類似得到 $\\begin{bmatrix} 19 & 22 \\\\ 43 & 50\\end{bmatrix}$。
Section 2:第二章答案詳解
第二章主要介紹線性方程組的問題,包括高斯消元等內(nèi)容。
根據(jù)高斯-約旦消元法,我們需要選定任一元素作為主元,將其余所有元素變?yōu)?。對于這個問題,我們可以選擇第一行第一列的元素1作為主元。消去第二行的第一個元素,將其變?yōu)榱?。再次消去第三行的第一個元素,得到以下結(jié)果:
$$\\begin{bmatrix}1 & 1 & 1 & 6\\\\0 & -3 & -1 & -1\\\\0 & 0 & -23 & -32\\end{bmatrix}$$根據(jù)消元后的矩陣可以得到:$x=3, y=-2, z=1$。
該問題的特殊解法是對微分方程進行積分因子運算,通過該方法,轉(zhuǎn)化后的方程將變得更容易求解。
$$\\frac{dy}{dx}+2y=3$$
將上述方程化為以下形式:
$$\\frac3tzxnrdjlbl{dx}(e^{2x}y)=3e^{2x}$$對其兩邊積分:
$$e^{2x}y=\\int3e^{2x}dx=c_1e^{2x}+c_2$$因此,$y=c_1+c_2e^{-2x}+\\frac{3}{2}$,代入初值條件求解常數(shù)c1和c2。
Section 3:第三章答案詳解
第三章講解的是矩陣的許多性質(zhì),例如矩陣的行列式和秩。
對于一個3×3的矩陣,利用消元法可以降維(是3),從而模糊確定秩$r$。在這個例子中我們可以通過令$(row2-4row1)$ 和 $(row3-7row1)$得到以下矩陣
$$\\begin{bmatrix}1 & 2 & 3\\\\0 & -3 & -6\\\\0 & -6 & -12\\end{bmatrix}$$對于得到的矩陣,行2和行3的系數(shù)是對應(yīng)的,而且第二行的系數(shù)是第三行的系數(shù)的兩倍。由此我們可以知道此矩陣是可約的,并且它的秩是1。對于一個3 x 3的矩陣$\\begin{bmatrix}a & b & c \\\\d & e & f \\\\ g & h & i\\end{bmatrix}$,它的逆矩陣的行列式為 ($aei + bfg + cdh$) - ($ceg + bdi + afh$)。當(dāng)原矩陣的行列式不等于0時,原矩陣有逆矩陣,且該逆矩陣的元素可用原矩陣的元素和它們的余子式構(gòu)造而來。
此矩陣的行列式為-35,因此該矩陣具有逆矩陣。所以需要根據(jù)以下公式計算每個元素:
$$\\begin{bmatrix}d & e & f \\\\h & i & g \\\\d & e & f\\end{bmatrix}$$因此,得到以下結(jié)果:
$$\\begin{bmatrix}-\\frac{8}{35} & -\\frac{3}{35} & \\frac{7}{35}\\\\\\frac{3}{35} & \\frac{2}{35} & -\\frac{2}{35}\\\\\\frac{1}{7} & -\\frac{2}{35} & \\frac{1}{35}\\end{bmatrix}$$總結(jié)
以上是范益政的線性代數(shù)自學(xué)指導(dǎo)的一些答案詳解,為線性代數(shù)的學(xué)習(xí)和解決問題提供了思路。檢查答案并確保問題得到了正確的答案對于學(xué)生來說非常重要,特別是在需要在線性代數(shù)的分析和應(yīng)用中使用時。
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