線性代數入門——二元線性方程組與二階行列式

2021-12-26 數學若只如初見

系列簡介:這個系列文章講解線性代數的基礎內容,注重學習方法的培養。線性代數課程的一個重要特點(也是難點)是概念眾多,而且各概念間有著千絲萬縷的聯繫,對於初學者不易理解的問題我們會不惜筆墨加以解釋。在內容上,以國內的經典教材「同濟版線性代數」為藍本,並適當選取了一些補充材料以開闊讀者的視野。本系列文章適合作為初學線性代數時的課堂同步輔導,也可作為考研複習的參考資料。文章中的例題大多為紮實基礎的常規題目和幫助加深理解的概念辨析題,並有相當數量的歷年考研試題。對於一些難度較大或對理解所學知識有幫助的「經典好題」,我們會詳細講解。閱讀更多「線性代數入門」系列文章,歡迎關注數學若只如初見

線性方程組是線性代數課程中最基本的研究對象,對於方程個數與未知量個數相等的線性方程組,行列式是一個有力的研究工具。本節先複習二元一次方程組的解法,並由此引入二階行列式的概念及計算公式。(由於公式較多,故正文採用圖片形式給出。)

二、一般情形下二元線性方程組的解。(「線性」是「一次」的同義語,線性方程就是指中學階段介紹的「一次方程」。)

三、二階行列式概念的引入。

四、對二階行列式概念的補充說明。(在線性代數中「數表」本身稱為矩陣,也是線性代數的基本研究對象,注意行列式不是「數表」,而是由「數表」中各元素經過運算後得到的一個「數」!)

五、利用二階行列式表示一般的二元線性方程組的解。

六、利用二階行列式解二元線性方程組舉例。

最後指出,初學者不要認為行列式只是一個用來表示方程組解的簡化記號,行列式在線性代數中有著豐富的內容和應用,這一點隨著學習的深入會逐步體會到。例如當係數行列式D=0時,就無法如本例這樣解出唯一的一組解(因為0不能作分母),此時線性方程組無解或有無窮多組解,我們將在「線性方程組」一章中對此作詳細介紹。(想閱讀「高等數學入門」系列文章的讀者可在公眾號的「歷史文章」菜單中查找。)

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