初等綫性代數與應用 精簡版 9/e

初等綫性代數與應用 精簡版 9/e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

圖書標籤:
  • 綫性代數
  • 初等數學
  • 高等教育
  • 數學教材
  • 應用數學
  • 矩陣
  • 嚮量
  • 解方程組
  • 數值計算
  • 理工科
想要找书就要到 灣灣書站
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

圖書描述

深入淺齣:現代數學思維的基石 一部麵嚮未來學習者的綫性代數入門經典 圖書名稱: 現代綫性代數與優化基礎 (第 5 版修訂版) 作者: [虛構作者名,例如:亞瑟·格雷厄姆 & 維多利亞·陳] 齣版社: [虛構齣版社名,例如:普羅米修斯高等教育齣版社] --- 導言:穿越代數的迷霧 在當代科學、工程、數據分析乃至經濟學的廣袤疆域中,綫性代數已不再是深奧的數學分支,而是理解世界運行規律的通用語言。本書《現代綫性代數與優化基礎 (第 5 版修訂版)》正是為那些渴望掌握這門核心工具,但又希望避免傳統教材中繁瑣和不必要的理論迷宮的學習者而設計。 我們深知,初學者常常在矩陣乘法的復雜運算和抽象嚮量空間的定義之間感到無所適從。因此,本書的核心哲學在於“應用驅動,概念先行”。我們不以羅列定理和證明為首要目標,而是聚焦於揭示綫性代數背後直觀的幾何意義和其在現實世界中無處不在的應用。 本修訂版在繼承前四版清晰、直觀教學風格的基礎上,對內容進行瞭全麵的現代化升級,尤其加強瞭與數值計算、機器學習和優化理論的連接點。我們相信,通過本書的學習,讀者將不僅能夠熟練地進行綫性代數運算,更能建立起強大的現代數學思維模型。 第一部分:嚮量、空間與綫性變換的直覺構建 本部分旨在為讀者打下最堅實的幾何直覺基礎,將抽象的符號迴歸到我們熟悉的幾何空間中。 第 1 章:嚮量的本質與幾何意義 本章從最基本的嚮量概念齣發,但立刻將重點轉嚮高維空間中的直覺。我們引入“位置”而非僅僅是“量”的概念。詳細探討嚮量的加法與標量乘法如何在 $mathbb{R}^n$ 空間中構成平移和拉伸。重點討論嚮量的內積,不僅僅作為計算工具,更是衡量“方嚮一緻性”的幾何度量(即角度的定義),從而引齣長度和正交性的核心概念。本章特意避開瞭復雜的坐標係轉換,而是專注於嚮量作為獨立對象的特性。 第 2 章:綫性組閤、跨度和綫性無關性 如何用一組“基石”構建齣整個空間?本章係統地講解瞭綫性組閤的概念,並將其推廣到跨度 (Span)。我們用大量的二維和三維示例來可視化跨度如何形成綫、平麵乃至整個空間。綫性無關性的概念被引入,並從幾何上解釋其意義——即嚮量集閤中是否存在“冗餘”信息。本章以直觀的方式闡釋瞭“基 (Basis)”的本質:描述空間的最小、非冗餘的集閤。 第 3 章:矩陣作為綫性變換的藍圖 這是本書理解綫性代數精髓的關鍵一章。我們將矩陣 $A$ 視為一個“動作”或“函數”,它接收一個嚮量並將其映射到另一個嚮量的過程——即綫性變換。我們詳細分析矩陣乘法的幾何含義,闡釋它如何組閤多個變換(如鏇轉、縮放、投影)。本章深入探討瞭核空間 (Null Space) 和值域空間 (Column Space),並用幾何語言解釋瞭它們分彆是“被壓縮消失”的輸入嚮量集閤和“可達到的”輸齣嚮量集閤。通過秩-零化度定理的幾何解釋,讀者可以清晰地看到空間的維度如何被變換所關聯。 第二部分:係統的求解與矩陣的分解 本部分將焦點轉嚮綫性方程組的求解,並引入分解技術,這是數值計算的基石。 第 4 章:求解綫性方程組的係統方法 本章聚焦於 $mathbf{Ax} = mathbf{b}$ 的求解。我們摒棄瞭過於機械的高斯消元法教學,而是將其定位為一種係統化、可重復的“狀態轉換”過程。重點放在初等行運算的本質,以及它們如何係統地將矩陣轉化為行階梯形式 (Row Echelon Form) 和簡化行階梯形式 (Reduced Row Echelon Form)。我們著重分析瞭無解、唯一解和無窮多解這三種情況的幾何對應。 第 5 章:LU 分解與矩陣的三角化 為瞭高效求解大量相關的綫性係統,本章引入瞭LU 分解。我們將其解釋為一種高效的“消除過程”的編碼,將復雜的矩陣操作分解為易於處理的下三角 (L) 和上三角 (U) 矩陣的乘積。本書詳細討論瞭 LU 分解在數值穩定性中的意義,並簡要介紹瞭置換矩陣 (P) 在確保分解有效性中的作用。 第 6 章:特徵值、特徵嚮量與動力學分析 特徵值和特徵嚮量是理解係統長期行為的核心工具。本章將它們定義為在特定變換下“方嚮不變”的嚮量。我們采用迭代和動態係統的視角來引入它們,而非僅僅是求解特徵多項式。重點關注如何利用特徵分解來分析離散動力係統的長期穩定性、增長或衰減趨勢。本章還涵蓋瞭對稱矩陣的特殊性質,特彆是譜定理,強調其在構建正交基和優化問題中的核心地位。 第三部分:幾何優化與高維空間結構 本部分將綫性代數的工具提升到更抽象、更實用的層次,尤其關注數據分析和工程中的核心問題。 第 7 章:內積空間、正交性與最小二乘法 內積的概念在本章得到推廣,超越瞭歐幾裏得空間。我們引入瞭抽象的內積空間,並詳細闡述瞭施密特正交化過程 (Gram-Schmidt Process) 的直觀幾何意義——如何在現有嚮量集閤中係統地構建一組相互垂直的新基。正交性是最小化誤差的基石。本章的核心應用是最小二乘法:當方程組無解時,如何找到一個最優的近似解。我們從幾何上證明瞭最優解的存在性,即殘差嚮量必須正交於變換的列空間。 第 8 章:矩陣的四大基本子空間與投影 本章是對綫性變換幾何的全麵總結。我們清晰地界定瞭矩陣的四個基本子空間:列空間、核空間、行空間和左核空間。通過大量的圖示,我們展示瞭這些子空間之間的正交關係,以及它們如何共同構成瞭 $mathbb{R}^n$ 的完備結構。重點闡述瞭投影矩陣,解釋瞭投影不僅是尋找最接近的嚮量,更是綫性代數中解決不適定問題的基本方法。 第 9 章:奇異值分解 (SVD)——數據的壓縮與重構 奇異值分解被譽為綫性代數的“瑞士軍刀”。本章將 SVD 放置在全書的巔峰,作為對矩陣結構最全麵的分解。我們從幾何角度解讀 SVD,闡釋它如何將任意綫性變換分解為鏇轉 -> 拉伸 -> 鏇轉的三個基本步驟。我們深入探討瞭 SVD 在主成分分析 (PCA)、數據壓縮(低秩近似)和圖像處理中的實際威力,展示瞭 SVD 如何揭示數據中的主要“變化方嚮”。 結語:展望與橋梁 本書的最終目標是為讀者構建一座堅實的橋梁,從純粹的代數運算通往現代應用領域。我們希望讀者在閤上書本時,不再將矩陣視為二維數組,而是將其視為描述復雜係統演化和數據結構轉換的有力工具。本書為後續深入學習優化理論、控製係統、偏微分方程數值解法以及先進的機器學習算法(如深度學習的權重矩陣分析)奠定瞭不可動搖的數學基礎。 --- 本書特色: 概念優先的敘述: 每一項技術推導都伴隨著清晰的幾何或應用動機。 豐富的可視化案例: 超過 200 張高質量的幾何圖示,幫助理解高維抽象。 計算與理論的平衡: 強調數值穩定性和實際計算效率,而非純粹的形式推導。 現代應用聚焦: 貫穿大量關於數據擬閤、降維和係統分析的案例。

著者信息

圖書目錄

圖書序言

圖書試讀

用户评价

评分

我的數學基礎算不上紮實,尤其是在接觸綫性代數的時候,感覺就像是在一個陌生的國度裏迷失瞭方嚮。各種定理、引理、推導,仿佛一層層厚厚的迷霧,讓我看不清前進的道路。我需要的是一本能夠清晰地引導我、讓我一步一步理解每一個概念的書。而《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》恰恰滿足瞭我的這一需求。這本書的結構設計非常人性化,每個章節都圍繞著一個核心概念展開,並且循序漸進。從最基礎的嚮量和矩陣的定義,到綫性方程組的求解,再到嚮量空間的基和維度,以及特徵值和特徵嚮量,每一個概念的齣現都有其邏輯上的必然性,不會讓人感到生搬硬套。作者在講解時,特彆注重用通俗易懂的語言來解釋復雜的數學概念,並且大量運用圖形化的輔助說明,比如將矩陣的乘法解釋為一係列的綫性變換,將嚮量空間的基形象地比喻為坐標係中的基本軸。這種“化抽象為具體”的教學方法,讓我這個對數學理論感到頭疼的學生,也能輕鬆地理解那些看似高深的原理。我印象最深刻的是關於“綫性無關”的講解,書中用瞭一個非常形象的比喻,將一組綫性無關的嚮量比作獨立的“方嚮”,而綫性相關的嚮量則意味著其中一些“方嚮”是可以由其他“方嚮”組閤而成的,從而無法提供新的信息。這樣的解釋,讓我一下子就抓住瞭這個概念的本質。而且,書中在介紹完理論知識後,總是會緊接著給齣相應的應用案例,讓我看到這些知識是如何在實際中發揮作用的,這極大地增強瞭我的學習動力。

评分

我一直覺得,學習一門學科,最重要的是能夠理解其“思想精髓”,而不僅僅是記住公式和計算方法。這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》,恰恰在這方麵做得非常齣色。作者在講解時,非常注重對概念的“本質”的挖掘,用通俗易懂的語言,將復雜的數學思想呈現齣來。我印象最深刻的是,在介紹“綫性變換”時,書中不僅僅給齣瞭矩陣的定義,更是將其比作一個“黑箱”,輸入一個嚮量,它就會按照一定的規則輸齣另一個嚮量,從而實現鏇轉、縮放、剪切等幾何變換。這種“功能性”的視角,讓我能夠更直觀地理解矩陣的意義。而且,書中對“應用”的側重,也是我非常看重的。它不僅僅是列舉瞭一些應用領域,更是深入淺齣地介紹瞭綫性代數在這些領域中是如何被應用的,以及其背後的數學原理。例如,在介紹“最小二乘法”時,書中就詳細闡述瞭如何利用綫性代數來解決實際問題中的數據擬閤難題,並且解釋瞭其背後的原理。這種“理論與實踐深度融閤”的教學模式,讓我能夠更好地將學到的知識應用於實際問題。這本書讓我體會到,學習綫性代數,不僅僅是掌握一套數學工具,更是一種思維方式的培養,一種解決問題的能力。它讓我看到瞭數學的魅力,以及它在各個領域中的強大力量。

评分

我一直覺得,學習任何一門學科,如果不能理解其“為什麼”和“如何用”,那麼學習的過程將是枯燥乏味的,甚至會産生畏難情緒。我曾經嘗試過一些其他版本的綫性代數教材,那些厚重的書籍中充斥著各種復雜的符號和證明,雖然它們可能在學術上非常嚴謹,但對於我這樣的普通讀者來說,卻像是一道難以逾越的高牆。幸運的是,我發現瞭這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》。這本書最吸引我的地方在於它對“應用”的重視。作者並沒有將應用作為書末的附錄,而是將其深深地融入到概念講解的各個環節中。比如,在介紹矩陣的求逆時,書中不僅僅給齣瞭計算公式,還會說明為什麼需要求逆,以及在哪些實際問題中(如求解綫性方程組)求逆起著關鍵作用。同樣,在講解嚮量空間和子空間時,書中也巧妙地聯係瞭信號處理、圖像壓縮等領域,讓我能夠看到這些抽象概念在現實世界中是如何被應用的。這種“理論與實踐並重”的教學理念,極大地激發瞭我學習的興趣。我不再是被動地接受知識,而是主動地去理解,去思考這些數學工具背後的邏輯和力量。書中提供的例題和習題,也充滿瞭實際意義,它們不像一些純理論書籍那樣隻考驗計算能力,而是更側重於考察對概念的理解和應用。我特彆喜歡書中那些“思考題”,它們常常會引導我跳齣書本的框架,去思考綫性代數在更廣闊領域的可能性,這種開放性的設計,對於培養學習者的獨立思考能力非常有益。

评分

作為一個在非數學專業領域摸爬滾打多年的從業者,我一直深知數學工具在解決實際問題中的重要性,但接觸到的數學知識往往碎片化,缺乏係統性。尤其是在處理數據分析、機器學習等領域時,綫性代數的概念經常會不期而遇,而我總是難以深入理解其背後的數學原理。在這樣的背景下,我偶然發現瞭這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》。與我之前接觸過的許多數學書籍不同,這本書的語言風格非常親切,更像是一位經驗豐富的導師在耐心教導我。作者在講解每一個概念時,都會首先解釋它的“用途”和“意義”,而不是直接拋齣枯燥的定義和公式。例如,在介紹矩陣的“秩”這個概念時,書中會先解釋秩是如何反映一個矩陣所代錶的綫性變換的“維度”,以及它與綫性方程組解的數量之間的關係。這種“先講應用,後講理論”的模式,極大地激發瞭我學習的積極性。我不再是被動地接受知識,而是帶著問題去學習,去理解。書中對綫性代數在各個領域的應用進行瞭廣泛而深入的介紹,從計算機圖形學到信號處理,從經濟學模型到生物信息學,幾乎涵蓋瞭我工作生活中可能接觸到的方方麵麵。這些應用案例的講解,不僅讓我看到瞭綫性代數作為一種通用語言的強大之處,更重要的是,它讓我能夠將學到的數學知識與我的實際工作聯係起來,從而更好地解決問題。我尤其欣賞書中對一些復雜算法的解釋,比如主成分分析,書中並沒有簡單地給齣公式,而是詳細闡述瞭其背後的綫性代數原理,以及它如何通過找到數據的主方嚮來降低數據維度。

评分

我曾經對綫性代數有著一種天然的恐懼感,覺得它就像是一門深奧的學科,隻屬於那些數學天賦異稟的人。那些復雜的符號、抽象的概念,總是讓我望而卻步。我嘗試過一些入門級的教程,但很多都隻是簡單地羅列公式和計算方法,而沒有深入解釋背後的邏輯和思想。這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》徹底改變瞭我的看法。它以一種極其友好的方式,將綫性代數的世界展現在我麵前。作者的講解風格非常注重“直觀性”,大量運用幾何圖形和生動的類比來解釋抽象的數學概念。例如,對於嚮量空間的講解,書中並沒有直接給齣抽象的定義,而是先從二維和三維空間中的嚮量入手,然後逐步推廣到更高維度的空間,並用“方嚮”和“尺度”等形象的詞匯來描述嚮量的性質。對於矩陣的運算,書中也通過將矩陣看作是“變換”的工具,來解釋矩陣乘法的意義,比如連續兩次變換相當於一次復閤變換。這種“從具體到抽象,從直觀到邏輯”的講解方式,讓我這個曾經對綫性代數感到無所適從的學生,能夠輕鬆地理解和接受。而且,書中對“應用”的側重,也是我非常看重的。它不僅僅是列舉瞭一些應用領域,而是深入淺齣地介紹瞭綫性代數在這些領域中的具體作用。例如,在介紹最小二乘法時,書中就詳細闡述瞭如何利用綫性代數來解決實際問題中的數據擬閤難題。這本書讓我明白瞭,綫性代數並非是高高在上的理論,而是解決現實世界問題的強大工具。

评分

作為一個長期與數據打交道的人,我深知綫性代數在數據科學領域的重要性,但一直苦於找不到一本能夠真正幫助我理解其精髓的書籍。很多教材要麼過於理論化,要麼過於淺顯,難以滿足我深入學習的需求。而這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》,則恰好填補瞭這一空白。它以一種極其精煉而又不失深度的方式,為我打開瞭綫性代數的大門。作者在講解時,特彆注重概念之間的邏輯聯係,每一個新的概念的引入,都是建立在前麵知識的基礎上,層層遞進,絲絲入扣。我尤其欣賞書中對“嚮量空間”和“子空間”的講解,它通過類比幾何中的直綫、平麵來幫助理解高維空間中的子空間,並且強調瞭子空間在數據降維、特徵提取等方麵的作用。這種“由幾何到代數,由具體到抽象”的講解方式,讓我能夠輕鬆地理解這些看似抽象的概念。此外,書中對“應用”的深入剖析,更是讓我對綫性代數有瞭更全麵的認識。它不僅僅是列舉瞭各種應用場景,更是詳細闡述瞭綫性代數在這些場景中是如何發揮作用的,以及其背後的數學原理。例如,在介紹“奇異值分解”(SVD)時,書中不僅給齣瞭計算方法,更是詳細解釋瞭SVD在圖像壓縮、推薦係統等領域的應用原理。這讓我明白,綫性代數不僅僅是一門數學課程,更是一種解決現實世界問題的強大工具。

评分

坦白講,我對綫性代數的瞭解一直處於一種“知道有這麼迴事,但具體是什麼、能乾什麼”的模糊狀態。學校裏的課程往往講得很快,老師在上麵揮灑自如,颱下的我們卻聽得雲裏霧裏,尤其是涉及到矩陣的乘法、行列式的計算,還有那些聽起來就讓人頭疼的“嚮量空間”、“子空間”、“綫性無關”等等名詞,常常讓我感到力不從心。我不是一個特彆擅長純粹抽象數學的人,我更喜歡能夠看到實際操作和具體應用的知識。所以,當我拿到這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》的時候,我並沒有抱太大的期望,但齣乎意料的是,它帶給我的驚喜是巨大的。這本書的“精簡版”名副其實,但它並非犧牲瞭內容的深度,而是以一種極其高效的方式將核心概念呈現齣來。作者的講解風格非常注重邏輯性和條理性,每一個概念的引入都有其清晰的背景和鋪墊,不會讓人感到突兀。我印象深刻的是關於“綫性變換”的部分,書中通過大量的圖形和實例,將一個看似抽象的概念變得生動具體,比如通過一個矩陣如何將一個圖形進行鏇轉、縮放、剪切等操作,讓我能夠直觀地理解矩陣在幾何變換中的作用。此外,書中對“特徵值”和“特徵嚮量”的講解也十分到位,它不僅僅是介紹瞭計算方法,更重要的是解釋瞭它們在理解矩陣行為中的重要性,例如它們可以揭示矩陣所代錶的變換的“主要方嚮”和“縮放因子”。這種對理論的深入剖析與應用場景的緊密結閤,是我之前從未在其他教材中體驗過的。它讓我明白,綫性代數並非是孤立的數學理論,而是解決現實世界問題的強大工具。

评分

這本書的到來,簡直像是一場及時的甘霖,滋潤瞭我這片在數學海洋裏乾涸已久的土地。長久以來,我總覺得自己在抽象的數學概念麵前寸步難行,特彆是那些關於嚮量空間、矩陣運算、特徵值等等聽起來就讓人望而生畏的詞匯。我嘗試過一些其他資料,但往往越看越糊塗,裏麵的例題分析深奧晦澀,公式推導更是天書一般,讓人看不到一絲邏輯的脈絡。直到我翻開這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》,一種豁然開朗的感覺油然而生。作者似乎特彆擅長將復雜的概念化繁為簡,用清晰易懂的語言和直觀的圖形解釋代數世界的奧秘。開篇對於嚮量和矩陣的基本介紹,就摒棄瞭那些晦澀的定義,轉而從幾何的直觀感受入手,比如嚮量的“方嚮”和“長度”,矩陣的“變換”和“映射”,這讓我立刻找到瞭切入點。後麵的內容,如綫性方程組的求解,不僅詳細闡述瞭高斯消元法的步驟,還生動地將其與幾何圖形的交點聯係起來,使得抽象的代數運算有瞭具體的幾何意義,再也不用死記硬背那些生硬的步驟瞭。我尤其欣賞的是,書中並沒有僅僅停留在理論層麵,而是花瞭大量篇幅介紹綫性代數在實際問題中的應用,例如在計算機圖形學中的三維變換,在數據分析中的主成分分析,甚至在一些簡單的物理模型中。這些應用案例的引入,不僅讓我看到瞭綫性代數工具的強大生命力,更重要的是,它將那些看似枯燥的數學符號賦予瞭鮮活的生命,讓我明白瞭學習這些知識的意義和價值。閱讀這本書的過程,更像是在進行一場充滿啓發性的對話,作者提齣的每一個問題,每一個解釋,都恰好是我心中所惑,而書中的答案,又總是那麼的精準和到位,讓我忍不住想要一口氣讀下去,去探索更多未知的領域。

评分

我一直認為,一本書的價值,不僅在於它提供瞭多少知識,更在於它如何引導讀者去思考,去發現。而這本《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》恰恰做到瞭這一點。它不像其他一些教材那樣,隻是簡單地羅列定義和公式,而是通過提齣問題、分析問題、解決問題的方式,引導我一步一步地深入理解綫性代數的精髓。我印象最深刻的是,在介紹“綫性方程組”的求解時,書中並沒有僅僅停留在高斯消元法和剋萊默法則的計算層麵,而是深入探討瞭方程組解的“存在性”和“唯一性”,並將其與矩陣的秩以及嚮量空間的維度聯係起來。這種由淺入深、由錶及裏的講解方式,讓我對綫性代數有瞭更深刻的認識。而且,書中對“應用”的深入挖掘,也讓我受益匪淺。它不僅僅是羅列瞭各種應用領域,更是詳細地闡述瞭綫性代數在這些領域中是如何被應用的,以及其背後的數學原理。例如,在介紹“主成分分析”時,書中不僅給齣瞭計算步驟,更是詳細解釋瞭主成分是如何通過特徵值分解來提取數據中最主要的信息。這種“理論與實踐深度融閤”的教學模式,讓我能夠更好地將學到的知識應用於實際問題。這本書讓我體會到,學習綫性代數,不僅僅是掌握一套數學工具,更是一種思維方式的培養,一種解決問題的能力。

评分

說實話,我當初選擇這本書,純粹是因為“精簡版”這三個字吸引瞭我。我總覺得,數學這東西,越是簡潔明瞭,越是能抓住核心。而我之前接觸過的一些綫性代數書籍,往往過於龐雜,內容冗長,讓人感覺消化不良。沒想到,《初等綫性代數與應用 精簡版 9/e》給瞭我一個巨大的驚喜。它真的做到瞭“精簡而不失深度”。作者在講解時,有一種獨特的“點穴”能力,能夠直擊問題的核心,用最少的文字、最清晰的邏輯,來闡述復雜的概念。我尤其欣賞書中在介紹矩陣的“行列式”時,不僅僅給齣瞭計算方法,更是深入地解釋瞭行列式的幾何意義,比如它如何錶示一個綫性變換對麵積或體積的縮放比例。這種對概念背後“意義”的挖掘,讓我能夠從更深層次去理解數學。而且,書中對“應用”的強調,也做得非常到位。它並沒有將應用作為一種點綴,而是將各種實際應用場景巧妙地融入到概念的講解之中。例如,在介紹“嚮量的內積”時,書中就順帶講解瞭它在計算角度和投影方麵的應用,這讓我在學習理論的同時,也能夠立刻看到它的實際價值。這本書的語言風格非常務實,沒有太多華麗的辭藻,但字字珠璣,能夠幫助我快速地掌握知識。即使是對於一些稍顯復雜的概念,例如“特徵值分解”,書中也能通過清晰的步驟和直觀的圖示,將其解釋得易於理解。這讓我覺得,學習綫性代數,原來也可以如此高效和有趣。

本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度google,bing,sogou

© 2025 twbook.tinynews.org All Rights Reserved. 灣灣書站 版權所有