《高等代數(shù)概念引入》ppt課件

1、 高等代數(shù)概念引入高等代數(shù)概念引入 矩陣運(yùn)算矩陣運(yùn)算 1. 1. 線性函數(shù)線性函數(shù) 在平面上建立直角坐標(biāo)系在平面上建立直角坐標(biāo)系. 將平面上每個(gè)點(diǎn)將平面上每個(gè)點(diǎn)P繞原點(diǎn)繞原點(diǎn)向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角到點(diǎn)到點(diǎn)P. 寫出點(diǎn)寫出點(diǎn)P的坐標(biāo)的坐標(biāo)x,y與點(diǎn)與點(diǎn)P的的坐標(biāo)坐標(biāo)x,y之間的函數(shù)關(guān)系式之間的函數(shù)關(guān)系式. 矩陣乘法矩陣乘法 例12 將將x軸繞原點(diǎn)向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角軸繞原點(diǎn)向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)角得得到直線到直線 l l. 平面上任一點(diǎn)平面上任一點(diǎn)P關(guān)于直線關(guān)于直線 l l的對(duì)的對(duì)稱點(diǎn)為稱點(diǎn)為 P. 寫出點(diǎn)寫出點(diǎn)P的坐標(biāo)的坐標(biāo)x,y與點(diǎn)與點(diǎn)P的的坐標(biāo)坐標(biāo)x,y之間的函數(shù)關(guān)系式之間的函數(shù)關(guān)系

2、式. 解解 設(shè)原點(diǎn)設(shè)原點(diǎn)O到到P的間隔的間隔 |OP|=r, 由射線由射線OX即即x軸軸正方向正方向 到到OP所成的角所成的角 . 那么那么|OP|=|OP|=r, x=rcos, y=rsin. 1 x=rcos+ =rcoscos-rsinsin =xcos-ysin y=rsin+ =rcossin+rsincos =xsin+ycos2 在旋轉(zhuǎn)變換的表達(dá)式在旋轉(zhuǎn)變換的表達(dá)式 中中, x是是x,y的線性函數(shù)的線性函數(shù)一次齊次函數(shù)一次齊次函數(shù) 可以表示成可以表示成 可以直接寫可以直接寫 f1 = cos,-sin. 類似地有類似地有 一般地一般地, 任意一個(gè)任意一個(gè)n元線性函數(shù)元線性函數(shù)

3、可以由它的一次項(xiàng)系數(shù)組成的行向量可以由它的一次項(xiàng)系數(shù)組成的行向量a1,an來(lái)表示來(lái)表示, 稱為這個(gè)線性函數(shù)稱為這個(gè)線性函數(shù) f 的坐標(biāo)的坐標(biāo). 可直接寫可直接寫 f = a1,an n 個(gè)自變量看成一個(gè)整體個(gè)自變量看成一個(gè)整體 X, 寫成列向量寫成列向量 函數(shù)函數(shù) f 在自變量在自變量 X 上的作用可以看作行上的作用可以看作行 f 與列與列 X 相乘相乘: 2. 2. 線性映射的矩陣線性映射的矩陣 f : 自變量 因變量 旋轉(zhuǎn) 軸對(duì)稱 一般地一般地, 考慮映射考慮映射 f: X= Y= 假如每個(gè)假如每個(gè) yi 都是都是 x1 , xn 的一個(gè)線性函數(shù)的一個(gè)線性函數(shù) 決定決定, 那么映射那么映射

4、 f: X Y由由 m 個(gè)行向量個(gè)行向量 fi 決定決定. f 稱為線性映射稱為線性映射. 寫成寫成看作矩陣看作矩陣 A= 與列與列 X 相乘的結(jié)果相乘的結(jié)果. 3. 3. 線性映射的合成線性映射的合成: : Y=Y=Z=Z=是是X X的的m m個(gè)線性函數(shù)個(gè)線性函數(shù) f f1 1,f,fn n 的線的線Z=CX=BAX,C=BAZ=CX=BAX,C=BA的第的第i i行元素分別乘行元素分別乘A A的各行相加得到的各行相加得到. .性組合性組合, , 仍是仍是X X 的線性函數(shù)的線性函數(shù) , ,其坐標(biāo)其坐標(biāo)的坐標(biāo)的坐標(biāo)即即A A的各行的各行的相應(yīng)的線性組合的相應(yīng)的線性組合 4. 4. 利用分塊運(yùn)算理解矩陣乘法利用分塊運(yùn)算理解矩陣乘法 1、 AB = A B1,B2,Bk, A 依次乘 B 的各列。 例. 對(duì)可逆方陣 A ，解矩陣方程 AX=B. 將 X,B 按列分塊, AX1, ,Xk=B1,Bk 即 AX1,AXk=B1,Bk, AXj = Bj j=1,2,k 相當(dāng)于同時(shí)解 k 個(gè)有公共系數(shù)矩陣A的線性方程. 同時(shí)對(duì)k個(gè)增廣矩陣 A Bj 做同樣的初等行變換。 可以合并到一起作初等行變換: A B I X，X=A-1B。 2、 A = A1,An = x1A1+xnAn.3、行變換行變換: B AB列變換列變換: B BAA：施工方案，施工方案，B：被施工的材料被施工的材料