矩阵论考试复习纲要

 

为了方便大家复习备考,本人根据个人学习情况,总结一下矩阵论的复习纲要。希望对大家有所帮助,首先声明,仅供参考!!一切后果自负!!

由于个人能力有限,希望大家给予补充,以最大可能的缩小范围,点中考题。

祝大家考试顺利!!!

一、         考试分析

本学期矩阵论是全校统考,已经确定。原因很简单:由于以前赵亦工考试出的题目多是证明题,甚至都是他的学生从历年的题目中抽取的。证明题目有个好处就是在评分过程中比较灵活(这也是我出题时比较喜欢出简答题的原因),所以选赵亦工的学生的成绩均在80分左右,他的研究生更高一些。而选其他老师的学生的成绩由于题目的局限性,一般相对比较低。所以其他老师反映赵出的题目简单或评分比较松,建议研究生院采用统考的形式考试。

由于本次考试通知统考比较紧急,各个老师在讲课过程中的侧重点可能不同。这样出题就成了问题。因此他们出题的原则应该是取交集的形式。

但对赵的学生就好坏各半,理由有三:1、赵今年时间比较充足,所以决定自己出题,那么题目就可能与往年不同,这样选他课程的学生复习的难度比较大,因为赵的思维方式,我们大部分学生是想不到的。但如果采用统考,那么这种让人看了就发蒙的题目估计会被其他老师拿掉,从而降低了难度。2、由于其他老师的题目至少有计算题,而赵从来不主张多计算,但如果计算水平不是很差的话,只要会做赵的证明题,基本上可以做同类型的计算题。复习的时候可以参考其他老师的要点复习。3、刚才也提到,赵从来不注重计算,所以讲课过程中有些计算比较复杂的要点他几乎没有讲过,如Jordan标准型。那么如果有这类型的题目估计就要认栽了,所以准备考试的时候注意提防,幸好他从没讲过的有关计算的要点不多。

      对第三点还要多说一点:这种情况出现的可能性还比较大,因为共有四位老师,其中三位多是关注计算的,那么如果说出到如Jordan标准型的问题,其他三位都觉得这是很基本的问题,那么这类的题目就不会被赵拿掉,因为这个概念的确是很基本的。

      历年试题大家也要看一下,其中好像有一份统考题目(2000年春季研究生课程考试试卷-矩阵理论),大家可以看一下当时是怎么出的。赵虽然说不考原题,但没有说不考原题对应的考点,所以我觉得历年试题对应的考点还是非常重要的。

      另外,大家也不必担心考试的事情,尤其是选赵的课的同学,因为,这次评分赵也不会很严格,75分应该是低线,因为,如果这次考试如果他的学生成绩比较低的话,那么其他老师的反应不就成为现实了吗?(以前只所以考的高是因为题目简单)所以他会这样:即使是统考,他的学生的成绩也不能差,这不就显得他有水平嘛!!!

二、         考试重点章节和要点

重点章节:说句老实话,赵讲的内容的覆盖面还是最多的。那么对他来讲基本上讲过的都应该会的。因此重点章节应参考其他老师,史小卫老师重点在一、三、四、六章,而这些章节的内容赵基本上都讲过的,因此考试重点就应该是这几章,其中第一章和第六章的综合题(看着像第一章,但又有第六章的内容)应该占的比重比较大。

      各章节要点考点分析:

     

第一章:复习要点线性空间、线性变换、Jordan标准型和特征值的求解

      1、线性空间:主要是线性子空间的问题,但有些概念必须了解,其中子空间的交与和、核空间和零空间、基与坐标必须掌握。

      说明:

a、              子空间的定义,即子空间关于加法和数乘的封闭性。考试的可能性比较大。

b、              集合、空间的隶属关系往往考的就是核空间和零空间的问题。

c、 核空间和零空间是线性子空间、核空间和零空间的隶属关系、秩和维数都是考试的重点,可以说是必考,形式可能是和第六章结合。

d、              子空间的交与和主要掌握概念,一般和子空间结合考核。

e、 基与坐标很简单,一般不考,要考的话也就是个简单的坐标计算。

f、  特别说明:不管空间或者是集合,在计算和证明时一定要首先说明是非空的。

2、线性变换:考试内容可能不多,主要一个概念即线性变换的概念。

      说明:有一种题目必须注意,给你一个算子让你证明他是线性算子,如证明投影算子Pl m 为线性算子。证明也不麻烦,和纯量证明一样,证明f(k1x1+k2x2)=k1f(x1)+k2f(x2)即可。

3、Jordan标准型和特征值的求解:

      由于我选的是赵的课,Jordan标准型我基本不懂,所以留给其他同学补充。

      特征值求解:我认为不考,理由:要么计算非常复杂,你知道怎么算,但很难很快算出结果,要么就是非常简单,本科段考过很多次了,如果是出到这块应该是送分的题目。

4、其他

      由于时间比较仓促,没有细细整理,但一定要注意第六章有很多地方,提到了第一章的很多概念。

     

第二章:范数理论

由于本章史小卫老师就没有作为重点讲解,所以题目不会太多,但不等于不考。因此复习要点主要体现在两个方面:

1、范数的定义:主要是向量范数的定义,题目类型应为给你一个表达式,请你证明他是范数。证明就是验证范数的三个性质,即非负性、齐次性和三角不等式,难点在验证三角不等式(以及柯西-施瓦多不等式)。不过我想考的可能性比较小。

2、矩阵范数:相对范数的定义考的可能性要大一些,重点在矩阵范数的相容性。如教材P129的例题和P141的定理3.3的证明均用到了矩阵范数的相容性,包括教材的矩阵范数的应用那节的内容也大量用到了相容性的性质。解题的关键是如何使用相容性的性质。在历年试题里也有类似的题目。

     

第三章:矩阵函数

虽然每个老师第三章内容都作为重点讲解了,但侧重点各不相同,其中赵就专门讲了函数矩阵的概念,同时在这里讲了k氏积(直积在教材第五章最后),因此本章虽然是重点但考点并不多,因此复习起来也不是非常麻烦。本章极易考计算题,或类计算的证明题。

1、纯量中成立的定理可以通过映射使矩阵中仍然成立:无论矩阵级数的收敛问题,还是矩阵函数的证明及计算问题,均可借鉴纯量中的定理证明及计算方法,有些就是纯量中的方法。

2、纯量中的定理的映射的证明:如教材P146定理3.4的证明以及教材P152的定理及例题。P152的例题关于纯量中三角函数的定理证明在赵历年试题中出过多次。因此本次考试可能会出同一题型其他纯量的定理的证明。

3、矩阵函数的计算:题型很简单,给一个简单矩阵,求某一矩阵函数(可能涉及到Jordan标准型的应用),就看你有没有见过,见过就应该会做。典型的计算题。

4、本章可能最多只有一道10分题,甚至更少。但小心和第一章结合起来考,关于值域和核空间、基与维数的问题

 

第四章:矩阵分解

个人觉得,本章必有考题,至少一道。

本章要点,三角分解、旋转反射变换、QR分解和特征值分解。

      1、三角分解:不做重点,但还是要看一下,说不定就碰上了!

      2、初等旋转变换和初等反射变换:非常重要,很有可能有考题,尤其是初等反射变换,曾出过多次。题型如教材P219的习题中的2和3两题。

3、QR分解:比较重要,可出计算题,但仍是初等旋转变换和初等反射变换的应用。

4、特征值分解,也比较重要,仅次于2、3两项。

     

第五章:特征值估计

      本章内容虽然多,但考点只有两个,且其中一个必考。

      1、盖尔圆定理:为什么必考就不多说,几乎每年考试均有此考点。

考试类型三种:a、定理的描述   分值不高

                   b、定理的证明   分值10-15分

c、定理的应用   分值10分 本次考的可能性最大。最简单的考法就是给个矩阵,估计一下特征值的分布。

2、k-氏积:不知道其他老师有没有重点讲这一块,如果有,就要看一下了。重点掌握它的性质的证明。如果考应该就考某一个性质的证明。赵的历年题中几次都出过,2000年春的那套题目中也有该题。因此还要多加注意。

 

第六章:广义逆矩阵

本章是重点中的重点,理由:1、当知道统考以后本章各个老师都还没讲,因此可以在此多出题以统一考试。2、本章虽然只是讲广义逆矩阵,但涉及的内容多可以和其他章节联系,尤其是和第一章联系。3、多注意老师在讲本章时候的笔记,可能会补充以前没讲或讲过再重复的内容,那些可能就是考点。因此本章的复习至关重要。

      由于赵还有三次课没有上完,因此我抛个砖头大家来补充:

1、              投影算子:这个和第一章的线性变换一起考过多次。

2、              Rank(AH A)=Rank(A)=rank(A AH)问题,其中AH表示矩阵A的共轭转置,教材p301引理2 。

3、              R(AH A)=R(A)的问题。

4、              广义逆的求解,计算。

三、         总结

从上面的分析看,本次考试的题型,可能会是大题套小题的形式。如果是十道大题的话,我们来统计一下:

      线性子空间      证明

      矩阵函数        计算

QR分解         计算

盖尔圆定理      计算

广义逆          计算

Rank(AH A)=Rank(A)=rank(A AH)问题    证明

R(AH A)=R(A)的问题          证明

线性变换                     证明

矩阵范数的相容性             证明

其他                         计算

 

哈哈,照着这个模板给他出几套题送过去,让他们抽,省得他们辛苦了!!!!

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