线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)

主讲教师: 谢小贤 讲师 / 华侨大学

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学时安排:36学时

学分:2分

线性代数主要研究线性关系,用矩阵处理数据,用变换关联核心运算,用秩体现重要信息量,用基构建空间,用特征值体现几何特性等,进而可处理许多实际问题,如线性规划、电路设计、信息隐藏、计算机图像处理等技术. 通过本课程的学习,可为后继课程的学习打下必备的代数基础知识.
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10-29 11:50 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

如何化二次曲面方程为标准方程?

如何化二次曲面方程为标准方程?并判别曲面方程对应的二次曲面图形?

  • 12-15 19:31 康琪莹

    看平方项系数符号与个数(正、负、零)。看常数项是正、负还是零。对照上面类型确定图形。
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10-29 11:51 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

合同矩阵与相似矩阵的联系与区别?

合同矩阵与相似矩阵的联系与区别是什么?

  • 12-15 19:30 康琪莹

    联系:均用于数学或工程领域,表示元素关系。区别:合同矩阵需满足特定条件,相似矩阵基于线性变换。
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11-01 15:22 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

实对称矩阵的相似对角化

1.找可逆矩阵P,使实对称矩阵A 对角化, 2.找正交矩阵Q,使实对称矩阵A 对角化, 这两种对角化过程,主要区别在哪?

  • 12-15 19:30 康琪莹

    实对称矩阵用可逆矩阵P对角化时,P仅需可逆、特征向量无特殊要求,是相似变换;用正交矩阵Q对角化时,Q的特征向量需单位正交,是保内积和长度的正交变换,这是两者核心差异
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09-26 11:17 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

三阶行列式的项的特点

利用对角线法则计算三阶行列式,结果由6个项组成,请问这6个项有什么特点?每个项由什么元素组成?冠以正号的项和冠以负号的项分别为多少?

  • 12-15 17:51 韩浩博

    1. 项的特点:项的形式统一,6个项均为不同行不同列的3个元素乘积;所有不同行不同列的3元素组合均被包含,无重复无遗漏;6 个项中,正号项和负号项各占 3 个,数量相等2. 元素组成:每个项由行列式中第1、2、3行各取1个元素,且这3个元素分别来自第1、2、3列构成3. 符号分布:正号项 3 个,负号项 3 个,由列标排列的奇偶性决定
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09-25 20:39 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

如何计算平面三角形、平行四边形和多边形的面积?

如何计算平面三角形、平行四边形和多边形的面积?

  • 12-15 17:46 韩浩博

    三角形:面积 = 底×高÷2平行四边形:面积 = 底×高多边形:可通过分割成三角形、平行四边形等已学过的图形,分别计算面积后相加
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09-21 10:40 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

关于行阶梯形、行最简形和标准形

我们会根据题目需要,对矩阵进行化简. 请问: 什么时候只需要化简到行阶梯形; 什么时候化简到行最简形; 什么时候化简到标准形?

  • 12-15 17:41 韩浩博

    矩阵化简形式的选择取决于具体问题需求:1. **行阶梯形**(REF): - 适用于:求矩阵的秩、判断线性方程组是否有解、确定主元位置 - 特点:仅满足阶梯形条件,计算量最小2. **行最简形**(RREF): - 适用于:求解线性方程组的完整解、求矩阵的零空间、确定线性无关的列向量 - 特点:每个主元为1且是该列唯一非零元3. **标准形**: - 适用于:矩阵对角化、相似标准形、Smith标准形等特殊场景 - 特点:具有最简分块对角形式(如$\begin{bmatrix}I_r&0\\0&0\end{bmatrix}$)选择原则:在满足问题需求的前提下,选择计算量最小的形式。通常RREF能解决大多数问题,但单纯判断秩或解存在性时REF更高效。
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09-21 13:32 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

含参数的方程组 或 矩阵中的参数,该怎么处理比较好

对含参数的矩阵进行化简, (1)应注意什么? (2)参数在哪些位置上有利于计算?请举例说明.

  • 12-15 17:40 韩浩博

    (1)1. 主元位置含参数时,必须分类讨论2. 避免参数出现在分母,若无法避免则限定参数范围3. 优先用“行交换”避开参数主元,减少讨论(2)常数主元越多、参数集中在非主元位置,计算越简便情况1:参数仅在非主元列(如最后一列)——计算最简便情况2:参数在主元列但可通过行交换转为常数主元——需简单讨论情况3:参数在所有主元列(如对角元全为参数)——需全面讨论
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09-21 10:40 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

思考:应用题

百鸡问题是一个古老的数学问题. 鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一; 百钱买百鸡,问鸡翁、鸡母、鸡雏各几何?

  • 12-15 16:33 韩浩博

    ### 问题重述
    题目描述如下:
    - 公鸡每只5钱,母鸡每只3钱,小鸡每3只1钱。
    - 用100钱买100只鸡,问公鸡、母鸡、小鸡各多少只?

    ### 变量设定
    设:
    - 公鸡数量为 \( x \) 只,
    - 母鸡数量为 \( y \) 只,
    - 小鸡数量为 \( z \) 只。

    ### 方程建立
    根据题意,可以列出以下两个方程:
    1. 总鸡数:\( x y z = 100 \)
    2. 总钱数:\( 5x 3y \frac{z}{3} = 100 \)

    ### 方程简化
    为了消除分数,将第二个方程两边乘以3:
    \[ 15x 9y z = 300 \]

    然后用第一个方程减去简化后的第二个方程:
    \[ (x y z) - (15x 9y z) = 100 - 300 \]
    \[ -14x - 8y = -200 \]
    两边乘以-1:
    \[ 14x 8y = 200 \]
    两边除以2:
    \[ 7x 4y = 100 \]

    ### 解方程
    从简化后的方程 \( 7x 4y = 100 \) 中,可以解出 \( y \):
    \[ 4y = 100 - 7x \]
    \[ y = \frac{100 - 7x}{4} \]

    为了使 \( y \) 为整数,\( 100 - 7x \) 必须能被4整除。即:
    \[ 100 - 7x \equiv 0 \pmod{4} \]
    \[ 7x \equiv 100 \pmod{4} \]
    \[ 7 \equiv 3 \pmod{4}, \quad 100 \equiv 0 \pmod{4} \]
    \[ 3x \equiv 0 \pmod{4} \]
    \[ x \equiv 0 \pmod{4} \]

    因此,\( x \) 必须是4的倍数。设 \( x = 4k \),其中 \( k \) 是非负整数。

    代入 \( y \) 的表达式:
    \[ y = \frac{100 - 7 \times 4k}{4} = \frac{100 - 28k}{4} = 25 - 7k \]

    然后代入 \( x y z = 100 \):
    \[ 4k (25 - 7k) z = 100 \]
    \[ z = 100 - 4k - 25 7k = 75 3k \]

    ### 解的约束条件
    由于鸡的数量必须为非负整数:
    1. \( x = 4k \geq 0 \) ⇒ \( k \geq 0 \)
    2. \( y = 25 - 7k \geq 0 \) ⇒ \( k \leq \frac{25}{7} \approx 3.57 \) ⇒ \( k \leq 3 \)
    3. \( z = 75 3k \geq 0 \) ⇒ 恒成立。

    因此,\( k \) 的可能取值为0, 1, 2, 3。

    ### 具体解
    计算 \( k = 0, 1, 2, 3 \) 时的解:

    1. \( k = 0 \):
    - \( x = 0 \)
    - \( y = 25 \)
    - \( z = 75 \)

    2. \( k = 1 \):
    - \( x = 4 \)
    - \( y = 18 \)
    - \( z = 78 \)

    3. \( k = 2 \):
    - \( x = 8 \)
    - \( y = 11 \)
    - \( z = 81 \)

    4. \( k = 3 \):
    - \( x = 12 \)
    - \( y = 4 \)
    - \( z = 88 \)

    ### 验证
    以 \( k = 2 \) 为例:
    - 鸡数:\( 8 11 81 = 100 \)
    - 钱数:\( 5 \times 8 3 \times 11 \frac{81}{3} = 40 33 27 = 100 \)
    验证通过。

    ### 最终解
    百钱买百鸡的所有非负整数解为:
    1. 公鸡0只,母鸡25只,小鸡75只;
    2. 公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只;
    3. 公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只;
    4. 公鸡12只,母鸡4只,小鸡88只。

    ### 总结
    通过建立方程并分析整数解,我们找到了百鸡问题的所有可能解。这些解满足鸡的总数为100只,且花费的总钱数为100钱。
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09-21 10:40 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

关于数学应用软件——Matlab

大家可以百度,或上图书馆,可以了解强大的Matlab,可以解决很多线性代数的问题,如果感兴趣的,可以用Matlab来计算书上的习题

  • 12-15 16:33 韩浩博

    Matlab是一款什么软件?
    答案:Matlab是一款高性能的数值计算和可视化软件。

    Matlab主要用于什么?
    答案:Matlab主要用于数值计算、科学计算和工程计算。

    Matlab有哪些主要特点?
    答案:Matlab具有强大的数值计算能力、丰富的库函数、灵活的编程环境、良好的图形界面等。

    Matlab可以用来做什么?
    答案:Matlab可以用于科学计算、数据分析、控制系统设计、信号处理、机器学习等领域。

    Matlab的编程语言是什么?
    答案:Matlab的编程语言是MATLAB语言。

    Matlab与其他编程语言相比有哪些优势?
    答案:Matlab与C、C 、Java等编程语言相比,具有更简单的语法、更强大的库函数、更好的图形界面等优势。

    Matlab如何安装?
    答案:Matlab的安装过程通常包括下载安装包、选择安装选项、配置环境变量等步骤。

    Matlab如何编写和运行程序?
    答案:编写Matlab程序通常在MATLAB编辑器中进行,运行程序可以通过编写脚本或函数,然后在MATLAB命令窗口中执行。

    Matlab如何进行数据分析?
    答案:Matlab提供了丰富的数据分析函数和工具箱,可以方便地进行数据预处理、统计分析、模型拟合等操作。

    Matlab有哪些常用的工具箱?
    答案:Matlab常用的工具箱包括信号处理工具箱、控制系统工具箱、机器学习工具箱、图像处理工具箱等。
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09-15 18:13 谢小贤 华侨大学 在线性代数-第18期国家级一流线上课程(2025-07-18)课程中提问:

下面两矩阵相等吗?

下面两矩阵相等吗?为什么? (1 1)=(1 1 1)??

常见问题

  • 1.我该如何学习这门课程?

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  • 2.我在学习过程中遇到问题了,怎么办?

    您可以通过以下几种方式获取帮助:

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    (2)在课程讨论区留言,课程团队看到后将会及时回复。

    (3)联系我们的客服,或者随时给我们发邮件,邮箱地址:xueyinkf@chaoxing.com。

  • 3.我是新手,能否给我一些学习建议?

    (1)我们的课程采用MOOC的方式授课,因此您可以自由安排您的学习时间、学习地点。但我们仍旧希望您每周能都有固定的时间持续进行本课程的学习,根据人的记忆曲线显示这种规律的学习方式能够最大限度的提升您的学习质量。

    (2)学习的过程比较容易,为了检验您的学习成果,我们的课程团队会在课程章节结束后布置测验或作业,希望您尽可能的按时独立完成。如果有没有掌握的知识点,您可以继续回看复习课程。

    (3)希望您能够积极参与课程的讨论,与各位学习者一起煮酒论英雄。在讨论的过程中,不光可以对课程所学内容温习内化,还能互相碰撞出思想的火花,相信您一定会有额外的收获。

  • 4.课程会不会很难、很枯燥?

    (1)我们的课程都是老师经过精心设计拍摄制作而成,并且由于是MOOC的方式,所以课程拆分成了不同的知识点,学习起来一点也不费劲。

    (2)我们的课程多采取理论结合实际的授课方式,课程中也有许多案例的呈现,相信会给学习者带来诸多方面的启发。我们也将力求做到深入浅出,支持学习者将研究发现转化为实践,改进自身教学。