看了知乎上数学方面的能力如何培养的问题。将《线性代数应该这样学》这本书的目录归纳了一下。
1.1. 教材
第一级:
1.《线性代数应该这样学》
- 第 1 章给出了向量空间的定义,并且阐述了它们的基本性质.
- 第 2 章定义了线性相关、张成、基、维数,并给出了有限维向量空间的基础理论.
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1.1. 教材
第一级:
1.《线性代数应该这样学》
- 第 1 章给出了向量空间的定义,并且阐述了它们的基本性质.
- 第 2 章定义了线性相关、张成、基、维数,并给出了有限维向量空间的基础理论.
- 第 3 章引入了线性映射. 这一章的主要结果是,线性映射的零空间的维数加上值域的维数等于定义域的维数.
- 第 4 章给出了多项式的部分理论,这是理解线性算子所必需的. 试着把本章所有证明都研究一遍(本章没有线性代数内容),那么线性代数某些重要内容可能就没时间研究了. 熟悉多项式的这些定理的话,试着只看结果的陈述而不是证明,当然或许你会好奇,这也是本书包含这些证明的原因.
- 第 5 章引入了本征向量,这源自将线性算子限制到更小的子空间上来研究的思想. 本章精彩之处是复向量空间上本征值存在性的简洁证明. 我们还利用这个结论,证明了复向量空间上的线性算子关于某个基上有三角矩阵. 用类似的方法,证明了实向量空间上的线性算子都具有 1 维或 2 维的不变子空间,并利用此结果,证明了奇数维实向量空间上的线性算子都有本征值. 我们的这些证明都不需要定义行列式和特征多项式.
- 第 6 章定义了内积空间,阐述了他们的基本性质并介绍了一些标准工具,如规范正交基、格拉姆-施密特正交化过程以及伴随. 本章还介绍了如何利用正交投影来解某些极小化问题
- 第 7 章的精彩之处是谱定理,它刻画了本证向量可以组成规范正交基的线性基子. 有了前几章的工作,本章的证明都特别简单. 这一章还讨论了正定算子、线性等距同构、极分解以及奇异值分解.
- 第 8 章引入了极小多项式、特征多项式以及广义本征向量,主要成果是用广义本征向量来描述向量空间上的线性算子. 利用这个描述可以证明出几乎所有通常要使用 Jordan 形来证明的结果. 例如,用这些工具我们证明了复向量空间上的线性算子都有 Jordan 形.
- 第 9 章的核心是实向量空间上的线性算子. 此类算子可能没有本征值,而 2 维不变子空间弥补了这一不足,从而可以得到与复向量空间类似的结果.
- 第 10 章中,我们利用特征多项式给出了迹和行列式的定义(前面定义特征多项式时并未使用行列式),在复向量空间上,这些定义还可以用另一种方式来陈述:迹是所有本征值之和,行列式时所有本征值之积(两种情况都有计重数),传统的处理方法是利用行列式来证明本征值的存在性,这不可能得到这些好记的定义. 我们现在的处理方法也使得行列式的一些标准定理变得更加清楚. 我们利用极分解和自伴算子的刻画导出了多重积分的换元公式,这就使得行列式在其中的出现看起来非常自然.
通过取 F 表示实数域或复数域,本书经常同时发展实向量空间和复向量空间上的线性代数理论. 也可以采用抽象的域,但这只会增加抽象性而不会导出线性代数的人和新内容. 只考虑实数和复数的另一个理由是,可视多项式为真正的函数,而不必像在有限域上那样把多项式看作更形式化的对象. 最后还有一点,即使理论的开始部分可以在任意域上展开,但是内积空间还是会把我们的讨论拉回到实向量空间和复向量空间.
卓里奇《数学分析(两册)》(读英文版吧,不难。有知友说这个还是不太简单,那你可以先看个国内教材,然后回过头来再看这个)
复旦大学《概率论》