南航研究生矩阵论双语教材:向量空间与矩阵分析

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"《矩阵论双语》是由南航教授曹荣美编写的,用于南航研究生矩阵论双语课程的参考教材。该教材于2021年8月出版,旨在适应研究生国际化教学的需求。内容分为两大部分,分别涵盖向量空间和线性映射理论,以及矩阵分析和计算理论。" 这篇教材详细介绍了矩阵论的基本概念和理论,是工科研究生深入研究的必备数学工具。在内容安排上,教材遵循从直观到抽象、从具体到一般、从个性到共性的数学研究方法,同时结合几何思考,帮助读者更直观地理解抽象的代数概念。 教材的第一部分,向量空间和线性映射理论,涉及向量空间、内积空间、线性映射、特征值和特征向量等基础内容。这部分是现代数学的基础,对于理解和应用后续的矩阵理论至关重要。例如,向量空间是线性代数的核心概念,包括定义、性质和例子;内积空间则引入了度量的概念,使得向量空间具备了度量和距离的特性;线性映射则探讨了不同向量空间之间的结构保持关系;特征值和特征向量是描述线性映射本质属性的重要工具,它们在许多实际问题中有着广泛的应用。 第二部分,矩阵分析和计算理论,涵盖了若当标准型、矩阵分解(如奇异值分解、QR分解等)、矩阵范数、厄米特二次型以及广义逆矩阵等内容。这些理论在工程、物理、计算机科学等领域有广泛应用,如控制系统设计、信号处理、优化问题等。若当标准型通过相似变换将矩阵简化,便于理解和计算;矩阵分解是解决线性方程组、数据分析等问题的关键技术;矩阵范数提供了衡量矩阵大小和稳定性的标准;厄米特二次型则与量子力学中的哈密顿量等密切相关;广义逆矩阵解决了矩阵运算中的非唯一性和不适定问题。 本教材的前提条件是读者已掌握线性代数的基本知识,包括行列式、线性方程组、矩阵代数以及特征值和特征向量理论。虽然经过多次修订,但作者仍谦虚地表示教材可能存在错误,欢迎读者指正。最后,曹荣美教授对南京航空航天大学研究生院的支持表达了感激之情。 《矩阵论双语》是一本深入浅出、结合几何直观的高级矩阵理论教材,适合有一定线性代数基础的研究生学习,对于提升数学素养和解决实际问题的能力具有重要价值。