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1 线性代数 课教案 学 期 :6 7 学年第一学期 学时 : 45 学时 系 ( 部 ): 基础部 教研室 : 理科教研室 授课教师 : 张焕玮 授课班级所 授课班级 授课班级 授课班级 在系 所在系 管理工程系管理工程系 6 物流管理 班 6 物流管理 4 班

2 第 次课教案 6 年 9 月 7 日星期三 章 节 : 第一章行列式 教学任务 :. 阶行列式的定义 使学生了解 阶行列式的定义, 会计算二阶和三阶行列式 重点 难点 : 二阶和三阶行列式的计算 ; 阶行列式的定义 教学内容提要 : 第一章 行列式. 阶行列式的定义 一 二阶 三阶行列式 定义记号 表示代数和, 称为二阶行列式, 即 ( 对角线规则 ) 其中数,,, 叫做行列式的元素, 横排叫行, 纵排叫 列 元素 ij 中的第一个指标 i 和第二个指标 j, 依次表示行数和列 数 同理我们可以定义三阶行列式 :

3 二 阶行列式 定义 : 有 个元素 (, i j,,, ) 组成的记号 称为 阶行列式 当 > 时,D ij D 在 D 中, 去掉元素 ij ij j j A j ( 按第一行展开 ) 所在的第 i 行和第 j 列后, 余下的 - 阶行列 式, 称为 D 中元素 的余子式, 记做 M ; 的余子式 M 前添加 符号 ( ) i j, 称为 ij 的代数余子式, 记做 A ij 即 A ij ( ) i ij ij ij j M ij 复习思考题 作业 : P 7 ;;;4;5;6 课后小结 :

4 第 次课教案 6 年 9 月 9 日星期五章节 : 第一章行列式. 阶行列式的性质与计算教学任务 : 使学生理解 阶行列式的性质, 会利用性质计算行列式 重点 难点 : 阶行列式的性质 ; 计算行列式 教学内容提要 :. 阶行列式的性质与计算 一 阶行列式的性质 性质 行列互换, 行列式不变 即 D D 注 : 行列式 D 的行列互换后得到的行列式, 称为 D 的转置行列式, T 记做 D 性质 交换行列式的两行 ( 列 ), 行列式反号 性质 两行 ( 列 ) 相同, 行列式为零 性质 4 两行 ( 列 ) 成比例, 行列式为零 性质 5 一行 ( 列 ) 的公因子可以提出去 或者说 : 以一数乘以行列式的一行 ( 列 ) 就相当于用这个数 T

5 乘此行列式 注 : 如果行列式中一行 ( 列 ) 为零, 那么, 行列式为零 性质 6 b c b c b c b 即 : 如果某一行 ( 列 ) 是两组数的和, 那么, 这个行列式就等于两个行列式的和, 而这两个行列式除了这一行 ( 列 ) 以外全与原来行列式的对应行 ( 列 ) 一样 性质 7 以一行 ( 列 ) 的倍数加到另一行 ( 列 ), 行列式不变 4 例 计算行列式 D 解 : 第一列与第二列成比例, 所以 D 二 阶行列式的计算 降阶法 三角形法计算行列式 6 6 D 6 6 b b c c c 复习思考题 作业 : p ;(); 课后小结 :

6 章 教学任务 : 第 次课教案 节 : 第一章行列式. 克拉默法则 6 年 月 日星期三 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 复习计算行列式 D. 克拉默法则一 克拉默法则 线性方程组 b b b 系数行列式 DdetA, 则该线性方程组有唯一解 :

7 D D, D D,, D D 例 已知齐次线性方程组有非零解, 问 λ 应取何值? ( ) ( ) ( ) z y z y λ λ λ 二 运用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解定理齐次线性方程组有非零解 系数行列式 DdetA 推论齐次线性方程组只有零解 系数行列式 DdetA 复习思考题 作业 : (),();(); p 5 课后小结 :

8 章 教学任务 : 第 4 次课教案 节 : 第二章矩阵. 矩阵的概念. 矩阵的运算及其性质 6 年 月 日星期五 使学生理解矩阵的概念, 掌握矩阵的运算及其性质 重点 难点 : 矩阵的乘法 ; 阶方阵的行列式 教学内容提要 :. 矩阵的概念 定义 由 m 个数 ij ( i,,,m;j,,,) 排 成的一个 m 行 列的矩形表, 成为一个 m 矩阵, 记做 其中 ij m m m 称为矩阵第 i 行第 j 列的元素 一般地, 我们用大写字母 A B C, 表示矩阵. 矩阵的运算及其性质 我们对矩阵定义了如下运算, 以方便理论研究和实际问题的解决

9 一 矩阵的加法 : 设 A ( ij ) m b ij,b ( ) m 则 AB ( ij b ij 二 数量乘法 : 设数 k 及矩阵 A ( ) m ij ) m k ( k ) ij m 的乘积为 ka ( ) ij m 三 矩阵的乘法 : 设矩阵 A ( ) ij, 则数 k 与矩阵 A ( ) m,b ik m l ( bkj ) l, 则矩阵 A 与 B 的乘积定义做 CAB l b ik kj k m k 个 四 方阵的幂 k A A A A 称为方阵 A 的 k 次幂 五 矩阵的转置将 m 矩阵 A 的行列互换, 得到的 m 矩阵, T 称为矩阵 A 的转置矩阵 记做 A 五 阶方阵的行列式方阵 : 行数 列数的矩阵 ; 矩阵 A 的行列式 : A 复习思考题 作业 : p 9 ;;4(),(),(4);6;7();; 课后小结 :

10 第 5 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 习题课 教学任务 : 使学生理解并熟练掌握矩阵的运算及其性质 重点 难点 : 矩阵的概念 运算及其性质的灵活运用 教学内容提要 : EX p 9 EX 设 A ( ij ), 若 A -, 求 A A 解 : A A -A A A () -8A -8 (-)6 测试题 一 填空 :

11 9 设 A, 则 A -7 A - 4 设 A 是一个 阶矩阵,k 是一个常数, 则 ka A k 5 二 设 A,B, 求 AB BA 4 AB BA 复习思考题 作业 : 4(),(5);5; p 9 课后小结 :

12 第 6 次课教案 6 年 月 日星期五 章 节 :. 逆矩阵 教学任务 : 使学生正确理解逆矩阵的概念及性质, 理解伴随矩阵的概念, 理解逆矩阵的公式 重点 难点 : 逆矩阵的概念 逆矩阵的计算公式 教学内容提要 :. 逆矩阵 一 逆矩阵的概念逆矩阵在矩阵理论和应用中起着重要的作用 定义 对于 阶矩阵 A, 如果存在 阶矩阵 B, 使得 ABBAE 那么矩阵 A 成为可逆矩阵, 而 B 称为 A 的逆矩阵 命题 如果矩阵 A 可逆, 则 A 的逆矩阵是唯一的 二 逆矩阵的性质 : ( A ) A ( ) A kb (k 是数 ) k ( ) AB B A T ( A ) ( A ) T A A

13 三 矩阵可逆的判别与逆矩阵的求法 定理 阶矩阵 A ( ) ij 可逆 A 非奇异 且 A A A A A A A A A A A 其中 A 是 A 中元素的代数余子式 ij ij 例 求矩阵 A 的逆矩阵 5 复习思考题 : p 48 9 作业 : p 48 ;4();5()6 课后小结 :

14 章 教学任务 : 第 7 次课教案 节 :.4 分块矩阵.5 几类特殊的矩阵 6 年 月 5 日星期四 使学生了解分块矩阵的概念 运算及其性质 ; 掌握几类特殊的矩阵 重点 难点 : 教学内容提要 :.4 分块矩阵 一 分块矩阵的概念 分块矩阵的意义及其运算 在矩阵的讨论与计算中, 经常需要将一个矩阵分成若干个子块, 使原矩阵显得结构简单而清晰 将矩阵 A 用若干条纵线和横线分成许多小矩阵, 每一个小矩阵称为矩阵 A 的子块, 以子块为元的矩阵称为分块矩阵 特别地, 运算中可以将子块当作 数 来处理, 使得运算简单, 这就是所谓的矩阵的分块 分块的原则 : 显示特点 ; 简化运算 ; 分块后的子块之间的运算有意义 二 分块矩阵的计算 E 例 把矩阵 A 分成四块, 即 A, 又把 A E

15 E B 矩阵 B 分成四块, 即 B, 验证 4 B B E E B E B AB A E B B A B A B B 例 对于线性方程组 A b, 其系数矩阵 A α m m m ( α ) 则线性方程组 A b 可以表示为 ( α α ) α α b 即 α α α b 称为线性方程组 A b 的向量形式.5 几类特殊的矩阵 对角矩阵 ; 数量矩阵 单位矩阵 4 三角形矩阵 5 对称矩阵 复习思考题 作业 : ();; p p 课后小结 :

16 第 8 次课教案 6 年 月 7 日星期五 章 节 : 习题课 教学任务 : 使学生理解并熟练掌握矩阵的概念运算及其性质 重点 难点 : 矩阵的概念的灵活运用 教学内容提要 : EX p 9 EX 设 A ( ij ), 若 A -, 求 A A 解 : A A -A A A () -8A -8 (-)6 测试题 三 填空 :

17 9 设 A, 则 A -7 A - 4 设 A 是一个 阶矩阵,k 是一个常数, 则 ka A k 5 四 设 A,B, 求 AB BA 4 AB BA 复习思考题 作业 : ; 6 55 p 59 p 课后小结 :

18 第 9 次课教案 6 年 月 日星期四 章 节 :.6 矩阵的初等行变换 教学任务 : 使学生理解并熟练掌握矩阵初等行变换的方法 ; 了解初等矩阵 重点 难点 : 矩阵的初等行变换 ; 教学内容提要 : 一 矩阵的初等变换 初等矩阵 定义 对矩阵施以下列 种变换, 称为矩阵的初等变换 () 交换矩阵的两行 ( 列 ); () 以一个非零数 k 乘矩阵的某一行 ( 列 ); () 把矩阵的某一行 ( 列 ) 的 l 倍加到另一行 ( 列 ) 上 二 初等矩阵

19 三 用初等变换的方法求可逆矩阵的逆矩阵作一个 矩阵 (AE), 对此矩阵施以仅限于行的初等变换, 则使 A 化成 E 的同时,E 就化成了 A 例 求矩阵 A 的逆矩阵 5 例 4 已知例 中矩阵 A, 求 ( ) E A EX 求矩阵 A 的逆矩阵 A EX 求矩阵 A 的逆矩阵 A EX 求下列矩阵方程 AXB () X 复习思考题 作业 : (),(4); 64 p 课后小结 :

20 第 次课教案 6 年 月 日星期五 章 节 :.7 矩阵的秩 教学任务 : 使学生理解并熟练掌握矩阵秩的概念, 会求矩阵的秩 重点 难点 : 矩阵秩的定义 ; 矩阵秩的求法 教学内容提要 :.7 矩阵的秩 一 矩阵秩的概念 定义 设 A ( ) ij 是 m 矩阵, 从 A 中任取 k 行 k 列,(k mi(m,)) 位于这些行和列的相交处的元素, 保持它们原来的相对位置所构成的 k 阶行列式, 称为矩阵 A 的 k 阶子式 例如矩阵 A 处的元素所构成的 阶子式是 定义 设 A ( ) ij 4 5 的第 行, 第 4 列相交 5 是 m 矩阵, 如果存在 r 阶子式不为零, 而任 意 r 阶子式皆为零, 则 r 称为矩阵 A 的秩 记做秩 (A)r, 或 r(a)r

21 二 用初等变换的方法求矩阵的秩定理初等变换不改变矩阵的秩 例 求矩阵 A 的秩 例 求矩阵 A 的秩 5 4 EX 求矩阵 A 的秩 EX 求矩阵 A 的秩 EX 求矩阵 A 的秩 4 8 三 关于矩阵秩的性质复习思考题 作业 : ()()(),(4) 68 p 课后小结 :

22 章 教学任务 : 第 次课教案 节 : 第三章线性方程组 6 年 月 8 日星期四. 高斯消元法. 线性方程组的相容性定理 使学生了解高斯消元法及线性方程组的相容性定理, 会利用高斯消元法讨论线性方程组的解 重点 难点 : 线性方程组的相容性定理 教学内容提要 :. 高斯消元法一 对于一般的线性方程组 m m m b b b m () 用消元法求解一般线性方程组 () 的过程, 实质上就是对 () 的增广矩阵 A 实施一系列的初等行变换的过程 二 对于齐次线性方程组 AX. 线性方程组的相容性定理

23 定义 : 若线性方程组 () 有解, 则称此线性方程组是相容的, 否则称为不相容的 定理 线性方程组 () 有解 秩 A 秩 A 且 秩 A 秩 A 时,() 有唯一解 ; 秩 A 秩 A < 时,() 有无穷多解 例 判断线性方程组的相容性和相容时解的个数 4 () 定理 齐次线性方程组 () 有非零解 秩 A< 当秩 A 时,() 只有零解 推论当 m< 时,() 有非零解 例 解齐次线性方程组 小结求解方法 : 对于非齐次线性方程组, 将增广矩阵 (AB) 化为阶梯形矩阵, 便可直接判断其是否有解, 若有解, 化为行最简矩阵, 可直接写出其通解 对于齐次线性方程组, 将系数矩阵 A 化为行最简矩阵, 可直接写出其通解 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

24 第 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 :. 维向量及向量组的线性相关性 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 :. 维向量及向量组的线性相关性 一 维向量的定义 定义 由 个实数组成的有序数组称为一个 维向量 一般地用 α β γ 表示 如 : α (,,, ); 称为 维行向量, 其中 i 称为 α 的第 i 个分量 ; b b β 称为 维列向量, 其中 bi 称为 β 的第 i 个分量 b 几个概念 : 一个 m 行 列矩阵 A 是由 m 个 维行向量组成, 或者是由 个 m 维列向量组成

25 向量的相等 : 当且仅当它们各对应分量都相等, 记做 α β 零向量 : 所有分量均为零的向量, 记做 (,,,) 4 负向量: 若 α (,,, ), 则 α (,,, ) 维向量的运算 向量的加法 数乘向量 二 线性相关与线性无关 线性组合 定义 对于向量组 α, α,, α s, β, 如果存在一组数 k, k,, k s, 使关系式 β k α k α k s α s 成立, 则称向量 β 是向量组 α, α,, α s 的一个线性组合, 或称向量 β 被向量组 α, α,, α s 线性表出 例 任何一个 维向量 α (,,, ) 都是 维向量组 ε (,,,) ε (,,,) ε (,,,) 的线性组合 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

26 第 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 :. 维向量及向量组的线性相关性 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 线性相关与线性无关定义 对于向量组 α, α,, α s, 如果存在一组不全为零的数 k,, k, k s, 使关系式 k α k α α ( ) k s s 成立, 则称向量组 α, α,, α s 线性相关, 如果 ( ) 式当且仅当 k k k s 时成立, 则称向量组 α, α,, α s 线性无关 三 线性相关性的判别 定理 个 维向量 α,,, ) (j,,,) j ( j j j

27 线性相关 推论 个 维向量 α,,, ) (j,,,) j ( j j j 线性无关 例 4 维单位向量 ε, ε,, ε 线性无关 例 5 一个零向量线性相关 例 6 一个非零向量线性无关 例 7 任意 个 维向量线性相关 例 8 如果向量组 α, β,γ 线性无关, 那么向量组 α β, β γ,γα 亦线性无关 例 9 部分相关, 全组相关 例 全组无关, 部分无关 例 含有零向量的向量组线性相关 向量间线性关系的性质 定理 向量组 α, α,, α s (s ) 线性相关 其中至少有一个 向量是其余 s- 个向量的线性组合 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

28 第 4 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 :.4 向量组的秩 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 :.4 向量组的秩 一 向量组的等价关系 定义 设有两个向量组 A α, α,,α r,b β, β,, β s, 如 果 A 中的每个向量都能被 B 中的向量线性表出, 则称向量组 A 可以被向量组 B 线性表出 ; 如果 A 中的每个向量都能被 B 中的向量线性表出,B 中的每个向量也都能被 A 中的向量线性表出, 则称向量组 A 与向量组 B 等价 二 极大线性无关组 定义 一向量组的一个部分组称为一个极大线性无关组, 如果这个部分组本身是线性无关的, 并且从这个向量组中任意添一个向量 ( 如果还有的话 ), 所得的部分向量组都线性相关 注 向量组的极大线性无关组是不唯一的 但是极大线性无关组所含向量的个数是唯一的

29 定义 向量组 α, α,, α s 的极大线性无关组所含向量的个数, 称为向量组的秩, 记做 r( α, α,, α s ) 定理 两个线性无关的, 可以互相线性表出的向量组, 必含有相同个数的向量 定义 4 矩阵 A ( 行向量的秩称为矩阵的行秩, 矩阵 A ( ij ) m ij ) m 定理 矩阵的行秩与列秩相等 定理 设 阶矩阵 A 列向量的秩称为矩阵的列秩, 那么 A 秩 A< 例 求向量组 α (,4,), α (,,), α (,,) α 4 (,5,) 的一个极大无关组与秩 EX 求向量组 α (,,), α (-,,), α (,, ), α 4 (,,4) 的一个极大无关组与秩 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

30 第 5 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 :.5 线性方程组解的结构 教学任务 : 使学生理解齐次线性方程组解的性质, 理解齐次线性方程组的基础解系的概念 重点 难点 : 齐次线性方程组解的性质 ; 齐次线性方程组的基础解系 教学内容提要 :.5 线性方程组解的结构 一 齐次线性方程组解的结构 对于齐次线性方程组 AX () 齐次线性方程组 () 的解有如下性质 : () 的两个解的和仍是 () 的解 ; () 的解的倍数仍是 () 的解 ; () 的解的线性组合仍是 () 的解 由此可知, 如果一个齐次线性方程组有非零解, 则必有无穷多解, 这无穷多解就构成了一个 维向量组 如果求出这个向量组的一个极大无关组, 那么, 就可以用它的线性组合来表示它的全部的解 定义 如果 v, v,, vs 是齐次线性方程组 () 的解向量的一个极

31 大无关组, 则称 v, v,, vs 是方程组 () 的一个基础解系 定理 对于齐次线性方程组 (), 如果秩 Ar<, 那么 () 有基础解系, 且基础解系所含解向量的个数是 -r 例 求齐次线性方程组 的一个基础解系 和通解 EX 求齐次线性方程组 的一个基础解系 EX 求齐次线性方程组 4 的一个基础解系 EX 解齐次线性方程组 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

32 第 6 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 :.5 线性方程组解的结构 教学任务 : 使学生理解非齐次线性方程组解的结构, 会求线性方程组的解 重点 难点 : 非齐次线性方程组的导出组的定义 ; 非齐次线性方程组的特解 解的结构 教学内容提要 : 二 非齐次线性方程组解的结构 对于非齐次线性方程组 AXB () 定义 一般线性方程组 () 中, 取 B, 得齐次线性方程组 () 称为一般线性方程组 AXB 的导出组 一般线性方程组 () 的解与它的导出组的解之间有着密切的关系 : 一般线性方程组 () 的两个解的差是它的导出组 () 的解 ; 一般线性方程组 () 的一个解与它的导出组 () 的一个解之和还是这个方程组的解 定理 如果 u 是一般线性方程组 () 的一个特解, 对于方程组 () 的任一个解 u 都可以表成 u v 其中 v 是导出组 () 的一个解 定理 说明了, 为了找出一个线性方程组的全部解, 我们只 u

33 要找出它的一个特解以及它的导出组的全部解就行了 而导出组的全部的解可以用基础解系表出, 因此, 我们可以用导出组的基础解系表示一般线性方程组的 例 解线性方程组 例 设线性方程组 b, 试就 b, 讨论方程组解的 b 4 情况, 若有解, 求出解 EX 解线性方程组 EX 解线性方程组 EX 解线性方程组 8 4 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

34 章 教学任务 : 第 7 次课教案 6 年 9 月 7 日星期四 节 : 第四章相似矩阵与二次型 4. 正交矩阵 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 第四章 相似矩阵及二次型 4. 正交矩阵一 向量组的内积 α ( ) T ( b, b,, ) T 定义 : 设 维向量,,,, β b, 则实 数 b b b 称为向量 α 与向量 β 的内积 记作 [α, β ] b b b 事实上, 向量的内积可以用矩阵的乘法表示, 即 [α, β ] α T β

35 性质 : [α, β ][ β,α ] [kα, β ]k[ β,α ],k R [α β,γ ][α,γ ][ β,γ ] 4 [α,α ], 当且仅当 α 时,[α,α ] 定义 : 非负实数 [ α, α] 称为向量 α 的长度, 记作 α 定义 : 长度为 的向量称为单位向量 α 定义 4: 称为把向量 α 单位化 α 性质 : 非负性 α 齐次性 kα k α, k R 事实上, k α [ kα, kα ] k [ ε, α] k α 三角形法则 α β α β 例 求下列向量的内积 ()α (,-,,), β (,-,,-) 例 求下列向量的长度 ()α (,,,4); ()α (,-, -,,,-) 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

36 第 8 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 4. 正交矩阵 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 二 正交向量组 定义 向量 α (,,, ), β ( b, b,, ) b T, 若 α β, 则向量 α 与向量 β 正交 若向量组 α, α,, α s 两两正交, 则称向量组 α, α,, α s 是正交向量组 例如 : 维单位向量 e, e,, e 是正交向量组 定理非零向量组成的正交向量组一定是线性无关的 定义 如果 阶矩阵 A 满足 A 为正交矩阵 三 向量组的正交规范化 AA T E, 即 A T A 成立, 那么称

37 施密特正交化过程 : 设向量组 α, α,, α s 线性无关, 令 β α β α [ α, β] β [ β, β ] [ α s, β] [ β, β ] β [ α s, β s ] β [ β, β ] s α s β s s s 可以证明 : β, β,, β s 两两正交, 且 α, α,, α s 等价 与 β, β,, β s 例 将 α, α, α 4 正交规范化 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 : 第 9 次课教案

38 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 4. 正交矩阵 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 四 正交矩阵 T T 定义 : 如果 阶方阵 A 满足 AA AA E, 则 A 称为正交矩阵 例如 : A 是正交矩阵 T 命题 阶方阵 A 是正交矩阵的充要条件是 A A 命题 阶方阵 A 是正交矩阵的充要条件是 T AA E cosθ siθ 例 判断下列矩阵 A 是否是正交矩阵 siθ cosθ 解 : T AA cosθ siθ cosθ siθ siθ cosθ siθ cosθ 所以 A 是正交矩阵 性质 E 是正交矩阵 性质 若 A B 是正交矩阵, 则 AB 也是正交矩阵

39 性质 若 A 是正交矩阵, 则 A 也是正交矩阵 性质 4 若 A 是正交矩阵, 则 deta A 或 - 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 : 第 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 4. 矩阵的特征值与特征向量 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 :

40 4. 矩阵的特征值与特征向量一 特征值与特征向量定义 : 设 A 为 阶矩阵, 如果数 λ 和 维非零向量 使关系式 A λ () 成立, 那么数 λ 称为矩阵 A 的特征值, 非零向量 称为矩阵 A 的对应于特征值 λ 的特征向量 设 ( ) ij A, ( ) T, 则 () 式可以写成 ( ) E A λ 或者 b b b ) ( ) ( ) ( λ λ λ 其系数行列式 ( ) ( ) det λ λ λ λ λ E A f () 是 () 有非零解的充要条件 ( ) λ f 称为矩阵 A 的特征多项式,() 是矩阵 A 的特征方程 可见, 矩阵 A 的特征值就是其特征多项式的根 二 特征值与特征向量的求法例 求矩阵 A 的特征值与特征向量 4 解 : 矩阵 A 的特征多项式

41 ( ) ( ) λ λ λ λ λ 4 det E A f 令 ( ) λ f, 得矩阵 A 的特征值 λ,( 重根 ), 当 λ 时, 解方程组 ( ) E A A-E 4 得基础解系, 于是 η η k ( ) 是对应于特征值 λ 的特征向量 k 当 λ 时, 解方程组 ( ) E A A-E 4 得基础解系, 于是 η η k ( ) 是对应于特征值 λ ( 重根 ) 的特征向量 k 复习思考题 作业 : (),() p 5 课后小结 :

42 第 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 4. 相似矩阵 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 4. 相似矩阵 一 相似矩阵的概念 定义 设 A B 是 阶矩阵, 若有 阶可逆矩阵 P, 使得 P AP B 成立, 则称矩阵 A 与 B 相似 对 A 进行运算 P 相似变换 显然, 相似关系是等价关系 性质 : 反身性 A 与 A 相似 ; 对称性若 A 与 B 相似, 则 B 与 A 相似 ; AP 称为对 A 进行

43 传递性若 A 与 B 相似,B 与 C 相似, 则 A 与 C 相似

44 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

45 第 次课教案 6 年 月 8 日星期四 章 节 : 总复习 教学任务 : 使学生理解克拉默法则, 会利用克拉默法则讨论齐次线性方程组的解 重点 难点 : 克拉默法则 ; 齐次线性方程组的有解判定 教学内容提要 : 复习思考题 作业 : p 5 (),() 课后小结 :

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