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专升本资料8(线性代数-改)

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四川省普通高等学校“专升本”选拔 《高等数学》考试大纲(理工类)

总体要求

考生应理解或了解《高等数学》中函数、极限、连续、一元函数微分学、一元函数积分分学、向量代数与空间解析几何、多元函数微积分学、无穷级数、常微分方程以及《线性代数》的行列式、矩阵、向量、方程组的基本概念与基本理论;掌握上述各部分的基本方法。应注意各部分知识的结构及知识的内在联系;应具备一定的抽象思维能力、逻辑推理能力、运算能力、空间想象能力;能运用基本概念、基本理论和基本方法正确地推理证明,准确、简捷地计算;能综合运用所学知识分析并解决简单的实际问题。

本大纲对内容的要求由低到高,对概念和理论分为“了解”和“理解”两个层次;对方法和运算分为“会”、“掌握”、“熟练掌握”三人层次。

考试用时:120分钟

考试范围及要求

一 函数、极限和连续 二 一元函数微分学 三 一元函数积分学

四 向量代数与空间解析几何 五 多元函数微积分学 六 无穷级数 七 微分方程 八 线性代数 (一)行列式

1. 理解行列式的概念,掌握行列式的性质。 (1)行列式的概念 ① 二阶行列式: a11a21a12a22a11?a11a22?a12a21

a12a22a23a13a23,

a33 ② 三阶行列式: D3?a21a31a11a21 ③ n阶行列式: Dn??an1a12a22??a1n?a2n

??an2?annn阶行列式的值的特点:(1)一共是有n!项的代数和;(2)每一项都是n个元素的乘积,

它们来自于不同的行、不同的列。(3)这n!项中有一半是正项,另一半是负项。

(2)行列式的性质

变换性质

① 转置变换:DT?D DT为D 的转置行列式。

② 交换变换:D1??D , D1为D互换两行(列)后所得。ri?rj,ci?cj ③ 倍乘变换:D1?k?D , D1为D的某行(列)元素都乘以k后所得。kri,kci ④ 倍乘变换:D1?D , D1为D的某行(列)乘以k加到另外的行(列)后所得。

rj?kri,cj?kci

零值性质

① 如果行列式的某行(列)的元素全为零 ,则此行列式的值为零. ② 如果行列式的某两行(列)的元素相同,则此行列式的值为零. ③ 如果行列式的某两行(列)对应元素成比例,则此行列式的值为零.

2. 会用行列式的性质和行列式按行(列)展开定理计算行列式。

(1)行列式的余子式和代数余子式

余子式Mij:划去aij所在的第i行和第j列的全部元素后剩下的元素组成的n?1阶

行列式。

代数余子式:Aij?(?1)i?jMij (2)阶行列式按行(列)的展开

Dn?ai1Ai1?ai2Ai2???ainAin??aikAi1??aik(?1)i?kMik 或

k?1k?1nnDn?a1jAi1j?a2jA2j???anjAnj??akjAkj??akj(?1)k?jMk?1k?1nnjk

(3) 行列式的计算方法

① 先利用行列式的性质使行列式的某一行(列)的元素尽可能多的化为零,再按该行

(列)展开。

② 可将行列式化为特殊行列式后计算.特别是化为三角形行列式。 例1 计算下列的行列式

2?51?37?1①

5?924?61

2231044?2?1?1 ; ② ; ③ 7?212120110abbbbabbbbabbbba

(二)矩阵

1. 理解矩阵的概念,了解单位矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵和反对称矩阵以及它们的性质。

(1)矩阵的定义

?a11??a21由m?n个数aij(i?1,2,?,m;j?1,2,?n)排成的m行n列的数表????a?m1a12a22?am2a1n???a2n?叫?????amn???矩阵;记为Am?n,或A?(aij)m?n.

当m?n时,矩阵A称为n阶方阵.记作An.

当m?1时,矩阵A称为行矩阵 (或行向量).记为A?(aij)1?n= ?a1,a2,?,an?.

?a1????a2?当n?1时,矩阵A称为列矩阵 (或列向量).记为A=?? 或 A?(aij)m?1.

????a??n?(2)特殊矩阵

零矩阵:矩阵的元素都为0时。

单位矩阵:主对角线都为1的对角矩阵。记为En或E.

对角矩阵(或对角阵): 在n阶方阵中, 主对角线以外的元素都为零的矩阵。 上三角矩阵: 在n阶方阵中, 主对角线以下的元素都为零。 下三角矩阵: 在n阶方阵中, 主对角线以上的元素都为零。 对称矩阵: aij?aji 或 AT?A 反对称矩阵:aij??aji 或 AT??A

2. 掌握矩阵的线性运算、乘法、转置、方阵乘积的行列式及它们的运算规律。

(1)矩阵的线性运算

设A?(aij)m?n,B?(bij)m?n

矩阵的和:A?B?(aij?bij)m?n 矩阵的差:A?B?(aij?bij)m?n 数乘矩阵:kA?(kaij)m?n

(2)矩阵的乘法

① 定义

设A?(aij)m?k,B?(bij)k?n ,令C?(cij)m?n是由下面m?n个元素

?b1j????b2j?cij?(ai1,ai2,?,aik)??ai1b1j?ai2b2j???aikbkj

?????b??kj?构成的m行n列的矩阵。 称矩阵C?(cij)m?n为矩阵A与矩阵B的乘积。记为:C?AB

② 运算律

(a)结合律:(AB)C?A(BC)

(b)分配律:(A?B)C?AC?BC,A(B?C)?AC?ABC (c)0—1律:AEn?EnA?A,AOn?OnA?O

(d)不具备交换律:AB?BA,

(e)两非0矩阵的乘积可能是0矩阵。即AB?0不能推出:A?0或B?0。 ③ 矩阵的乘方

设A为n阶方阵,称矩阵A自乘m次称为矩阵A的m次方。 A0?E,A1?A,A2?AA Am?AA?A (m个A)

AkAl?Ak?l, (Ak)l?Akl,

(3)矩阵的转置

定义:把A的行、列交换所得得的矩阵叫做矩阵A的转置矩阵。记为AT。

转置矩阵的性质:

① (AT)T?A ② (A?B)T?AT?BT ③ (kA)T?kAT ④ (AB)T?BTAT (4)方阵的行列式

定义:由n阶方阵A的元素按原来顺序构成的行列式称为方阵A的行列式。记为|A|或

det(A)。

矩阵行式的性质

① |AT|?|A| ; ② |kA|?kn|A| ; ③ |AB|?|BA|?|A|?|B|

?10?1??10?????例1 已知:A??210?,B??31?; 求AB。

?32?1??02?????3. 理解逆矩阵的概念,掌握矩阵可逆的充分必要条件,理解伴随矩阵的概念,会用伴伴随矩阵求矩阵的逆矩阵。

(1)逆矩阵的定义

设A是n阶方阵,如果存在一个n阶方阵B,使得AB?BA?E;则称矩阵A是可逆的,称矩阵B是矩阵A的逆矩阵。A的逆矩阵记为A?1,即B?A?1.

(2)逆矩阵的性质

?1?1① 方阵A可逆?A的逆矩阵是唯一的。且AA?AA?E.

② A可逆 ? A也可逆。且 (A?1)?1?A.

?1③ A可逆,数??0 ? ?A可逆.且(?A)??11?A?1.

④ A可逆? A也可逆,且(AT)?1?(A?1)T. ⑤ A可逆,则有 |A?1T|?|A|?1.

?1⑥ A、B为同阶方阵且均可逆? AB可逆.且(AB)⑦ (A1A2?Am)?1??1?1?1Am?A2A1.

?B?1A?1.

(3)矩阵可逆性质的判别

A可逆? |A|?0.

(4)求矩阵的逆矩阵的公式

① 伴随矩阵: n阶方阵A的行列式|A|的各个元素的代数余子式Aij构成矩阵

?A11??AA*??12???A?1nA21A22?A2n???A1n??A2n?A?? 称为矩阵的伴随矩阵. ?Ann??② 求矩阵的逆矩阵的公式

专升本资料8(线性代数-改)

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