北大丘維聲教授清華高等代數(shù)課程1080P高清修復(fù)版(全151集)

解的情況,我們已經(jīng)遇到了至少三種,

1.證明解只有三種情況

r=<t<=n


同時(shí)還證明了不出現(xiàn)0=d,則一定有解

解要在有理數(shù) 實(shí)數(shù)集里,比如在整數(shù)集里就不行
行列式的性質(zhì)
n元線性方程組有唯一解的充要條件
(充分性就是克萊姆法則)
解的表達(dá)式留在第四章講


<=:假如是無解(無窮解),矛盾
嚴(yán)格增加
行列式的其他應(yīng)用
二階(面積)

1.究竟是無解還是很多解
2.未知數(shù)和方程個(gè)數(shù)不一致怎么辦
考慮所有的這樣的有序數(shù)組,
在一個(gè)集合里,肯定要定義什么是相等
我們聯(lián)想到集合里的向量,所以也把他叫做n元向量。
因?yàn)閍i是數(shù),所以有加法和數(shù)乘的運(yùn)算法則。
還有很多滿足這個(gè)的例子:
如平面上以定點(diǎn)o為原點(diǎn)的所有向量集合
直線上以o為原點(diǎn)的所有向量組成的集合
因此我們想建立一個(gè)抽象數(shù)學(xué)模型。
因?yàn)檫@些例子(直線是舒展的),而且不僅是集合,還定義了運(yùn)算,所以我們?nèi)∶校壕€性空間。
在一個(gè)抽象的集合里要建立運(yùn)算
首先定義運(yùn)算
在我們解方程組的時(shí)候,所以很自然的定義數(shù)乘運(yùn)算,加法運(yùn)算
先定義了向量空間,又進(jìn)一步定義線性空間
兩個(gè)最基本的概念:集合和映射
什么是運(yùn)算?
定義了映射
陪域 codomain
為了給運(yùn)算下定義,還得考慮有序元素對(duì)(笛卡爾積)
運(yùn)算:

(除法不是整數(shù)集合的代數(shù)運(yùn)算)
詳見《近世代數(shù)》

一些線性空間的例子:
1.幾何空間:元素是以o為起點(diǎn)的所有向量,點(diǎn)不好做運(yùn)算
2.n維向量空間
3.函數(shù)空間

只從定義出發(fā),論證線性空間的性質(zhì)
平面是幾何空間的子空間
線性子空間的定義
不過點(diǎn)o的平面是不是幾何空間的子空間?

有平面引入線性子空間
子空間的必要和充分條件
不過o的平面,不是子空間
代數(shù)運(yùn)算的定義

子空間的必要和充分條件

{0}和V都是V的子空間
向量組:有限個(gè)向量
線性組合:

線性表出

用剛剛的概念解決線性方程組解的問題

有無解<=>是否在生成的子空間里
之后就開始研究子空間的結(jié)構(gòu)了
從共線引入線性相關(guān)

又在線性方程組牛刀小試一下

(抄筆記)
復(fù)習(xí)線性相關(guān)
線性相關(guān)的性質(zhì)(跟著證明一下)
抄筆記,命題1
線性相關(guān)和子空間
極大線性無關(guān)組
等價(jià)的定義
那個(gè)有點(diǎn)點(diǎn)繞的證明
p88 結(jié)論3

向量組有次序
但是加法有交換律,找到使不全為零的數(shù)
對(duì)調(diào)換次序的向量組同樣適用
有限子集線性相關(guān)(無關(guān))本質(zhì)上是向量組
(向量組是有限的)
無限子集:有一個(gè)有限子集線性相關(guān)
否則線性無關(guān)
無限個(gè)相加?=0
需要用到極限
極限需要定義距離
基的定義

基的存在性(下冊(cè)157~158)



(證明沒抄)
極大線性無關(guān)集
解釋{0}和空集


證明空集是{0}的一個(gè)基
把基的定義放大了
向量組生成子空間的基


階梯型矩陣行秩=列zhi
行變換不改變列秩






齊次線性方程組解集結(jié)構(gòu)
1.解集是子空間
2.求子空間的一個(gè)基
(不妨設(shè)r個(gè)主元在前r列)
得到方程組的n-r個(gè)解


n-rank A

非齊次



線性流形 陪集
子空間的運(yùn)算
(關(guān)于子空間的充要條件)
子空間的交是子空間的運(yùn)算(運(yùn)算的定義)
包含v1和v2的所有向量,因?yàn)樽涌臻g對(duì)加法封閉,就得含有他們的和
這是包含并集的最小的子空間,因?yàn)榘⒓偷冒麄儍蓚€(gè)中的元素。

開始證明:子空間的維數(shù)公式
子空間的直和




對(duì)有限無限都適用
有限時(shí),推出直和的又一等價(jià)條件

補(bǔ)空間
補(bǔ)空間不唯一
多個(gè)子空間直和
一些類比證明



研究線性空間:
利用基
利用子空間的運(yùn)算
把所有的線性空間分類,在每一類中研究某一具體的線性空間
什么叫做有相同的結(jié)構(gòu)呢
復(fù)習(xí)映射
映射相等:定義域,陪域相同,對(duì)應(yīng)法則相同。
同構(gòu)映射


因?yàn)槭菃紊洌钥梢苑粗?/p>





這個(gè)映射把a(bǔ)映成a在ai這組基下的坐標(biāo)
(坐標(biāo)的定義是啥來著?)

映射的乘法

恒等變換

可逆映射



二元關(guān)系


等價(jià)類性質(zhì)

劃分 等價(jià)類
給線性空間一個(gè)劃分,通過研究商集的結(jié)構(gòu)來研究
如何給線性空間一個(gè)劃分?
有幾何空間的例子
a和b有關(guān)系,就是他們?cè)谕粋€(gè)平面

陪集代表不唯一
是一個(gè)劃分,這個(gè)劃分叫商集,商集的元素是陪集
我們期望商集里也定義加法和數(shù)乘運(yùn)算


商空間

怎么找線性空間的基
1.找n個(gè)線性無關(guān)的向量,證明它能表出其他所有
2.任取一個(gè)向量試著用n個(gè)向量表出,再證明其線性無關(guān)。
反之如何?

定義加法數(shù)乘,構(gòu)成線性空間
探究能否做乘法
從映射的乘法引出矩陣的乘法

一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)到一個(gè)矩陣
轉(zhuǎn)兩次
規(guī)定AB+...


不適合交換律
滿足的運(yùn)算法則
從映射乘法 推出



用矩陣的理論處理線性方程組的問題


一組基

t特殊矩陣


抓住主要矛盾,打星號(hào)

矩陣的初等行變換和矩陣乘法有何關(guān)系