本書介紹了線性、空間、映射(變換)、矩陣相似、矩陣合同、矩陣函數(shù)的計(jì)算方法。并在極限基礎(chǔ)上全面介紹了矩陣分析的相關(guān)內(nèi)容。書后也配有相關(guān)解答。
本書可作為理工科碩士研究生及高年級(jí)本科生教材,也可作為相關(guān)專業(yè)教師及科研人員的參考書。
本書是各位編者多年教學(xué)實(shí)踐及體會(huì)的結(jié)晶,主要介紹了矩陣分析的核心基礎(chǔ)內(nèi)容括:線性空間、線性映射、矩陣相似、矩陣合同、矩陣分解、矩陣函數(shù)、廣義逆矩陣等內(nèi)容。此外,本書在極限的基礎(chǔ)上重寫了矩陣函數(shù)分析的內(nèi)容,體現(xiàn)了矩陣函數(shù)分析與一般函數(shù)分析的不同。
本書由連保勝主編,王文波、鄂學(xué)壯、胡松參與了編寫,具體分工如下: 連保勝編寫了第pan>章、第2章,并負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿,王文波編寫了第3章、第4章,鄂學(xué)壯編寫了第5章,胡松編寫了第6章、第7章。
本書的出版得到了武漢科技大學(xué)研究生院教材項(xiàng)目的大力支持和幫助,在此致以由衷的感謝!
由于時(shí)間倉(cāng)促,加之編者有限,書中不當(dāng)之處在所難免,懇請(qǐng)廣大同行、讀者批準(zhǔn)指正,我們將不斷完善。
編者
2020年5月10日
第l章線性空間映射內(nèi)積……………………………………………………………..f1]
1.1集合映射-…………………………………….…………………..…………….(1]
1.2線性空間……………………………………………………….………………..r 9、
1.3線性映射線性變換-………--.……....…………………………………….……f 71
1.4線性變換的不變子空間……………………..…………………………………(1 21
1.5歐氏空間酉空間………-……………………………………………….…….(1 2、
第2章矩陣相似……………….……………………………………....……………..『|71
2.1矩陣的特征值與特征向量…………...………………….…………………….(171
2.2矩陣的相似……………·…………………………………….………….…….(18、
2.,3 2,矩陣與三大因子………………………………..…………………………….fJ 9)
2.4 Jordan標(biāo)準(zhǔn)型………………………………...………………………………f 24)
2.5 Schur引理……………………………………………………………………..(28)
2.6零化多項(xiàng)式與多項(xiàng)式…………………………………………………….(30)
第3章矩陣合同…………………………………………………………………………(33)
3.1 He¨mite矩陣!-3 H e-rmite二次型…………….……………………………..…(33)
3.2 Hermite矩陣的定性判斷………………………………………………………(34)
第4章矩陣分解…………………………………………………….…………………(36、
4.1矩陣的LU分解……………………………………………………………….(36)
4.2滿秩分解………………………………………………………………………..(37)
4.3正交三角分解……………………………………………………………………(39)
4.4奇異值分解………-………….………..………………………………………..f4¨
zL 5矩陣的譜分解…………………………………………………………………..(43)
第5章矩陣分析基礎(chǔ)……………………………………………………………………(46)
:3.1 量范數(shù)與矩陣范數(shù)……………………………………………………………(46)
:L 2矩陣數(shù)列的極限………………………………………………………………..f51)
5.3矩陣冪級(jí)數(shù)………………………………………………………………………(53)
第6章矩陣函數(shù)………………………………….…………………………….………(56、
6.1矩陣值函數(shù)與其計(jì)算方法………………………………………………………(56)
6.2矩陣值函數(shù)在微分方程中的應(yīng)用………………………………………………(62)
第7章廣義逆矩陣………………………………………………………………………(67)
7.1投影算子與冪等矩陣……………………………………………………………(67)
7.2 F-~逆的定義……………………………………………………………………(70)
7.3廣義逆的性質(zhì)與運(yùn)算··…………………………………………………………‘(71)
7.4右逆和左逆………………………………………………………………………(73)
7.5 A’的等價(jià)定義與計(jì)算方法……………………………………………………(74)
7.6相容性矩陣方程的通解……………·…………·…·……………………………(76)
矩陣分析練………………………………………………·…………………………‘(78)
參考文獻(xiàn)………………………………………·……………··……………………………(118)
第pan>章 線性空間映射內(nèi)積
本章,我們將學(xué)核心詞匯:集合、線性、空間、映射、變換、內(nèi)積,以及如何將它們有 效組織起來(lái),形概念.對(duì)于它們彼此之間的相互交融所產(chǎn)生的大量的新結(jié)論,該如何掌 握核心,實(shí)現(xiàn)外圍不斷演變,是學(xué)索的根本.
pan>.pan>集合映射
pan>.1_1-集合
集合,簡(jiǎn)而言之就是按照某個(gè)標(biāo)準(zhǔn),將考察的對(duì)象一分為二,一部分對(duì)象符合標(biāo)準(zhǔn),在集 合內(nèi),另外一部分對(duì)象不滿足標(biāo)準(zhǔn),則在集合外.在集合內(nèi)的對(duì)象稱為該集合的元素,它屬于 這個(gè)集合,使用數(shù)學(xué)符號(hào)“∈”.例如,a∈A,表示元素n在集合A內(nèi),元素n滿足集合A設(shè)定 的條件;6∈A,表示元素6不在集合A內(nèi),它不滿足集合A設(shè)定的條件.
集合相關(guān)的問(wèn)題,概括而言括如下基本內(nèi)容:兩大關(guān)系、三大運(yùn)算、兩種表示.
(1)兩大關(guān)系
①元素和集合之間的屬于(不屬于)關(guān)系,數(shù)學(xué)符號(hào)∈,
②集合與集合含(含)關(guān)系,也就是子集和非子集關(guān)系,數(shù)學(xué)符號(hào)E、芷.
(2)三大基本運(yùn)算與混合運(yùn)算
①交,數(shù)學(xué)符號(hào)n;
②并,數(shù)學(xué)符號(hào)U;
③補(bǔ),數(shù)學(xué)符號(hào)c,A,表示集合A在全集J下的補(bǔ)集合;
④混合運(yùn)算,如交的補(bǔ)運(yùn)算是補(bǔ)的并運(yùn)算:c,(A n B)一C,A U c,B,并的補(bǔ)運(yùn)算是補(bǔ)的交運(yùn)算:c,(A U B)一c,A n c,B.
(3)兩種基本表示
集合的列舉法和集合的描述法是集合表示的基本方法.列舉法適合有限元素的集合,或者無(wú)限元素集合,但是元素之間存在內(nèi)部規(guī)律;而描述法的構(gòu)成括代表元和代表元滿足的性質(zhì)兩部分.
(4)一種特殊的集合——冪集
以集合的子集作為元素,構(gòu)集合,稱為此集合的冪集.如集合A=(pan>,2},則它的......