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XuetangX

矩阵理论

Beihang University via XuetangX

Overview

     《矩阵理论》课程是一门理论上高度抽象、但又极具应用价值的研究生数学基础课程。北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院面向非数学专业研究生开设《矩阵理论》课程,经过多年不懈努力,逐渐形成了具有北航特色的教学内容及教学模式。

     《矩阵理论》MOOC是由北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院青年长江学者王磊教授,北航青年拔尖人才、自动化学院刘克新副教授,数学学院王永革副教授、张继龙副教授等联袂讲授的大规模开放在线课程。课程团队教师教学经验丰富,先后获得北京教育教学成果奖一等奖、二等奖,北京高校优秀本科育人团队、中国自动化学会高等教育教学成果一等奖等,教学效果受到广泛赞誉。

       课程团队以“奠定理论基础、突出应用特色”为课程建设指导思想,通过讲授矩阵理论的基本概念,基本方法和应用思路,促进学生理解并掌握数学与自然科学的基本概念和研究方法,加深学生在数学与理论创新、工程实际需求紧密结合方面的理解,提高学生利用数学工具解决科学与工程问题的能力,为培养学生的数学素养、知识与实践创新能力提供重要支持。近年来,本课程年均选课学生近300人,为培养具备扎实数理基础的创新型领军人才做出了重要贡献。

在教学内容方面,《矩阵理论》MOOC主要包括线性空间引论、线性映射与矩阵、矩阵分解、矩阵分析、矩阵广义逆五部分内容。课程团队注重基本概念的阐述,避免陷于严格的证明细节课程团队力求做到了理论发展脉络清晰、重点突出,既能满足学生使用矩阵理论工具的需求,又能使他们较为系统地掌握矩阵理论的思想和方法,得到较好的数学训练。

      在教学模式方面,课程团队通过启发式教学方法,实现从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。紧紧围绕如何培养学生“创新”能力和“工程应用”能力发力,重点突出面向信息类专业的“应用案例”特色,借助案例、研讨式教学和网络微课平台等教学方式,辅以教学评价体系改革措施激励,共同激发学生学习动力、适应“信息类研究生学习需求。


Syllabus

  • 第一章 线性空间引论
    • 1.1 线性空间
    • 1.2 线性子空间
    • 1.3 基与坐标
    • 1.4 内积空间
    • 1.5 向量长度与夹角
    • 1.6 直和与投影
  • 第二章 线性映射与矩阵
    • 2.1 映射与多项式
    • 2.2 线性映射
    • 2.3 线性映射与矩阵
    • 2.4 线性同构映射及性质
    • 2.5 特征值与特征向量
    • 2.6 酉变换与酉矩阵
  • 第三章 矩阵分解
    • 3.1 相抵分解
    • 3.2 满秩分解
    • 3.3 三角分解
    • 3.4 QR分解
    • 3.5 Schur分解
    • 3.6 对角化分解
    • 3.7 谱分解与幂等矩阵
    • 3.8 Jordan分解
    • 3.9 奇异值分解
  • 第四章 矩阵分析
    • 4.1 向量范数
    • 4.2 矩阵范数
    • 4.3 相容范数
    • 4.4 几类特殊矩阵算子范数
    • 4.5 特征值估计
    • 4.6特征值估计-盖尔圆盘定理
    • 4.7矩阵级数
    • 4.8矩阵函数
    • 4.9矩阵函数
    • 4.10函数矩阵
  • 第五章 矩阵广义逆
    • 5.1 广义逆基本概念与矩阵方程
    • 5.2 Penrose定理与直积
    • 5.3 减号逆
    • 5.4 极小范数广义逆
    • 5.5 最小二乘广义逆
    • 5.6 加号逆
  • 期末测试

    Taught by

    Lei Wang, Liu Kexin, Wang Yongge, and Zhang Jilong

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