郭泉 / Quan Guo

Linear Algebra

线性代数

从运算、方程组与几何等多个视角,理解线性关系。

从熟悉的线性组合出发,通过向量与矩阵理解线性方程组,掌握消元、求逆与求秩,再用行列式、向量空间和特征值把代数计算与几何直觉连接起来。

课程 ZB26801 · 3 学分 · 48 学时(理论 44 / 实践 4)
教材:同济大学《工程数学 线性代数》第 7 版

知识大纲

  1. 线性组合与空间直觉

    从数乘与相加认识系数、坐标、张成、基与维数;用 Cofficients 和 LinVis 动手观察。

    课程导入
  2. 矩阵及其运算

    线性方程组的矩阵形式;矩阵与线性变换;加法、数乘、乘法的元素、列、行三种视角;转置、对称阵与分块矩阵。

    教材第 2 章
  3. 初等变换与线性方程组

    初等矩阵,阶梯形与行最简形,初等变换求逆,矩阵的秩,有解判定与通解。

    教材第 3 章
  4. 行列式与可逆性

    有向面积与体积,n 阶行列式,性质与展开计算,余子式与伴随矩阵,求逆公式、克拉默法则及可逆条件。

    教材第 1 章
  5. 向量组与解的结构

    线性表示、线性相关与无关、极大无关组与秩;齐次与非齐次方程组的解;向量空间、基、维数与坐标。

    教材第 4 章
  6. 相似矩阵与二次型

    内积与正交化,特征值与特征向量,相似与对角化,对称矩阵,二次型的标准形与正定性。

    教材第 5 章
进一步探索 · 线性空间与线性变换

教材第 6 章:线性空间与线性变换、基变换和坐标变换。作为拓展阅读,2026F 不作正式讲授。

学习时留意三组连接:初等求逆与伴随求逆;矩阵秩与向量组秩;消元得到的通解与解空间结构。

教学资源

Cofficients

咖啡师的线性代数

浓缩咖啡、牛奶与水构成原料空间。拖动系数或坐标点,观察线性组合、满杯线与满杯面。

进入 Cofficients

LinVis

看见向量与空间

通过交互向量探索线性组合、张成、线性相关与秩,连接几何图像和代数表达。

进入 LinVis

AI 实践

翻转答疑 · Flipped TA

当一次答疑助教,把题目讲清楚,再一起验算。

查看实践说明

参考书 · Gilbert Strang

Introduction to Linear Algebra

第 6 版。从矩阵、方程组与子空间理解线性代数。

书页与配套材料

学期安排

2026F · 2026 年秋季

本学期的教学进度、课堂主题与相关材料。

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