前言
線性變換這一章節是考頻較高的一部分,此部分涉及考點較多,涉及的考題也較多,學習線性變換時,應該注意搭建線性變換與矩陣之間的聯系,掌握如何利用矩陣表示一個線性變換結構,同時介紹了最簡單的線性變換下的矩陣,即對角矩陣,但是并非所有矩陣均可以化為對角矩陣,可以進行進一步的退化,僅僅化為若爾當標準型即可。進而介紹了線性變換的值域與核,以及對不變子空間的介紹,最后講解了最小多項式以及相關求法。
課本簡單概括
第一部分:線性變換的定義及性質
線性變換其實簡而言之,就是符合線性性質的變換,線性變換保持向量的加法與數量乘法,同時要注意,線性變換把線性相關的向量組變成線性相關的向量組,但是注意:線性變換也可以把線性無關的向量組也變成線性相關的向量組。關于線性變換的運算,包括乘積、和、數量乘法、逆、冪以及由線性變換構成的多項式。掌握基本的運算方法以及運算性質即可。
第二部分:特征值與特征向量
搭建線性變換與矩陣之間的關系,對于每一個線性變換,在每一組基下,都有一個對應的矩陣,那么每一個線性變換與矩陣便搭建了聯系。對于所有的線性變換中,線性變換即為最簡單最容易分析的一種變換形式,那么為了尋找這種最簡單易于分析的變換,便引入了特征值與特征向量的相關概念,這部分是非常重要的重難點,需要進行重點練習。
第三部分:對角型與若爾當標準型
經過特征值、特征變量的變換后,尋找到合理基后,可以使其所對應的矩陣變為對角矩陣,主對角線元素即為特征值,這便是對角矩陣。但是并不是所有的線性變換都可以對應對角陣,因此,可以退而求其次,求某一線性變換所對應的若爾當標準型,也可以在一定程度上簡化矩陣的分析。
第四部分:線性變換的值域與核·不變子空間
本章還介紹了線性變換的值域與核,要注意區分值域與核的基本概念與求法,同時還要注意對于每一個線性變換,其秩與零度之和為n。此外,本章還介紹了不變子空間,注意,線性變換的值域與核均為該線性變換的不變子空間。
小結
在本章的學習中,一定要注意加強對于題目的練習,多多訓練,尤其要關注對于特征值與特征向量的計算,以及對于標準型和若爾當標準型的計算,都要進行多多練習。
課本經典例題
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