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考研讲座(1—8)高数线代复习导引

发布时间:2020-03-02 05:32:24 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

讲座(1)考好数学的基点

“木桶原理”已经广为人所知晓。但真要在做件事时找到自身的短处,下意识地有针对性地采取措施,以求得满意的结果。实在是一件不容易的事。

非数学专业的本科学生与数学专业学生的最基本差别,在于概念意识。 数学科学从最严密的定义出发,在准确的概念与严密的逻辑基础上层层叠叠,不断在深度与广度上发展。各向齐茂,形成一棵参天大树。

在《高等数学》中,出发点处就有函数,极限,连续,可导,可微等重要概念。 在《线性代数》的第一知识板块中,最核心的概念是矩阵的秩。而第二知识板块中,则是矩阵的特征值与特征向量。

在《概率统计》中,第一重要的概念是分布函数。不过,《概率》不是第一层次基础课程。学习《概率》需要学生有较好的《高等数学》基础。

非数学专业的本科学生大多没有概念意识,记不住概念。更不会从概念出发分析解决问题。基础层次的概念不熟,下一层次就云里雾里了。这是感到数学难学的关键。

大学数学教学目的,通常只是为了满足相关本科专业的需要。教师们在授课时往往不会太重视,而且也没时间来进行概念训练。

考研数学目的在于选拔,考题中基本概念与基本方法并重。这正好击中考生的软肋。在考研指导课上,往往会有学生莫名惊诧,“与大一那会儿学的不一样。”原因就在于学过的概念早忘完了。

做考研数学复习,首先要在基本概念与基本运算上下足功夫。

按考试时间与分值来匹配,一个4分的选择题平均只有5分钟时间。而这些选择题却分别来自三门数学课程,每个题又至少有两个概念。你的大脑要饱受交混回想的检验。你可以由此体验选拔考试要求你对概念的熟悉程度。

从牛顿在硕士生二年级的第一篇论文算起,微积分有近四百年历史。文献浩如烟海,知识千锤百炼。非数学专业的本科生们所接触的,只是初等微积分的一少部分。方法十分经典,概念非常重要。学生们要做的是接受,理解,记忆,掌握计算方法,学会简单推理。首先是要记得住。

你要玩好游戏,你也得先了解游戏规则,把它记得滚瓜烂熟啊。 你要考得满意吗?基点不在于你看了多少难题,关键在于你是否对基本概念与基本运算非常熟悉。

数学专业的学生面壁苦修的一个方式是画“联络图”。每学完一章,抽一定时间复习小结,静心地用笔理线索。

先默写出各个定义,中心定理,辅助定理,简单结论,思考其相互关系。再回顾主要定理证明 —— 关键步骤是哪步,有无特色细节,可否模仿。哪些可以收编为练习。条件能否削弱,有无相应反例。在主要参考书上,有没有更细化的评注或说明或应用。

有没有重要算法与公式。如果有,是否有前提条件,是否要判断分类,„„。

这是一个下意识的系统消化手段,也是一个有效的记忆方法。记住了而还没有消化好的内容,则一点一点地成为定向思维的材料。

当然要做题。有了一定的知识准备后,首先做教科书习题。演练简单的题目,体念并熟悉概念与公式。剖析复杂的题目,了解如何综合考查自己,学习分步逻辑推理。把典型题目与相关概念或定理或典型方法归纳记忆在一起。进一步做参考书及资料上的题,感受了解考研题目如何考查自己。逐渐形成用“猎奇”的眼光去挑选典型题目的能力

数学专业的学生面壁苦修的又一个方式是积累一个“材料库”。尽可能熟悉课程讨论的基本对象。就如我将在讲解时(微积分部分)推荐的, “三个典型的(极限)不存在”,“x 趋于+∞ 时,指数函数,幂函数,对数函数的无穷大阶数比较。”“三个典型的不可导”,“四个典型的不可积”,„„,等等。

概念记得越准确,观察判断的眼光越犀利。基本定理,基本方法记得越清晰,分析题目时方向越明白。

当你面对一个题目时,你的自然反应是,“这个题目涉及的概念是 „„”,而非“在哪儿做过这道题”,才能算是有点入门了。

讲座(2)笔下生花花自红

在爱搞运动的那些年代里,数学工作者们经常受到这样的指责,“一支笔,一张纸,一杯茶,鬼画桃符,脱离实际。”发难者不懂基础研究的特点,不懂得考虑数学问题时“写”与“思”同步的重要性。

也许是计算机广泛应用的影响,今天的学生们学习数学时,也不太懂得“写”的重要性。考研的学生们,往往拿着一本厚厚的考研数学指导资料,看题看解看答案,或看题想解翻答案。动笔的时间很少。

数学书不比小说。看数学书和照镜子差不多,镜子一拿走,印象就模糊。

科学的思维是分层次的思维。求解一个数学问题时,你不能企图一眼看清全路程。你只能踏踏实实地考虑如何迈出第一步。

或“依据已知条件,我首先能得到什么?”(分析法);

或 “要证明这个结论,就是要证明什么?”(综合法)。

在很多情形下,写出第一步与不写的感觉是完全不同的。下面是一个简单的例。

“连续函数与不连续函数的和会怎样?”

写 成 “连续A + 不连续B = ?”后就可能想到,只有两个答案,分别填出来再说。(穷尽法)。

如果,“连续A + 不连续B = 连续C” 则 “ 连续C -连续A = 不连续B” 这与定理矛盾。所以有结论: 连续函数与不连续函数的和一定不连续。

有相当一些数学定义,比如“函数在一点可导”,其中包含有计算式。能否掌握并运用这些定义,关键就在于是否把定义算式写得滚瓜烂熟。比如,

题面上有已知条件 f ′(1) > 0 ,概念深,写得熟的人立刻就会先写出 h 趋于0 时 , lim( f(1+h)-,0,n,0,--,0,n,0,-∞” 是未定式。)

对于一个集合,我们既要考虑能否定义线性运算,又还要进一步考虑,这个集合对于线性运算是不是“封闭”的。即集合中的任意有限个元素的线性组合,是否还属于这个集合。是!我们就说“集合对于线性运算是封闭的。”高一个层次的理论中,这是集合能否被称为“线性空间”首要条件。

显然,m × n阶矩阵集合,n 维向量集合,C[a,b] 函数集合,C k(a,b)函数集合,对于线性运算都是封闭的。

2.向量内积与矩阵乘法

由于理论或应用的需要,人们经常需要考虑在集合上定义更特殊的“运算”。这些“运算”在观念上要比四则运算高一个层次。本质上是人为规定的,集合中任意两个元与唯一的“第三者”的特殊对应规律。 高级语言称之为集合上的 一个“二元关系” 。

内积是n维向量集合上的一个“二元关系”—— 两个n维向量对应唯一确定的一个数。即

对任意两个n 维行向量 α = (α1, α2, „ ,αn) , β = (β1,β2 ,„ ,βn) , 规定

内积 α?β = αβˊ= α1β1 + α2β2 + „ + αnβn ( = β?α)

(画外音:喜欢口诀吗?左行右列作内积。对应分量积相加。)

内积又叫数量积。定义内积是深化讨论的常用手段,理论背景深远,应用范围广阔。比如,更高层次的讨论中,在C[a,b] 函数集合上定义内积为 内积 (f,g)= 积函数f(x)g(x)在[a,b]上的定积分

《线性代数》教材中通常把n维向量设为列向量。借助于列向量可以把m×n阶矩阵A表示为

A = (a1,a2,„,a n ) ,称为矩阵 A 的 列分块式 。

其中,列向量 a1 = ( a 11,„,a n 1 ) ˊ,„„ , a n = ( a 1n ,„ ,a n n ) ˊ

如果把每个列块视为一个元素,可以说 A = (a1,a2,„ ,a n) 是一个“形式向量”。这个观念对学习《线性代数》大有好处。比如,让“形式向量”与未知列向量x作“形式内积”,可以把齐次线性方程组 A x = 0 改写为

(a1,a2,„ ,a n) (x1,x 2,„ ,x n)ˊ= 0 即 x1 a1+ x 2 a2 +„„+ x n a n = 0 后面将会利用这个形式转换,把“(列)向量组的线性相关性”与“齐次线性方程组有无非零解”相连系。

矩阵乘法是矩阵集合上的一个“二元关系” 。它的计算基础是向量内积。具体规定为 ——

m×n 阶矩阵A(a i j)与n×s 阶矩阵B(b i j)可以有乘积矩阵AB =(c i j),

AB是m×s阶矩阵,它的元素c i j 具体为 c i j = A的第i 行与B的第 j 列的内积。

即 c i j = a i 1b j1 + a i2 b j 2 + „ + a i n b j n ,1≤ i ≤ m , 1 ≤ j ≤ s 阶数规则 (m×n)(n×s)=(m×s), 保证“左行右列作内积”可行。

最特殊的两种情形是 (m×1)(1×s)=(m×s) 与 (1×n)(n×1)=(1×1)

后一情形就是两个向量作内积。

进一步有分块矩阵乘法。

按照应用需要,《线性代数》常常会将矩阵变化为某种分快形式。并实施矩阵乘法。较常见的是变化矩阵为 列分块式 或 行分块式。

要分块矩阵乘法可行,必须要在“宏观”与“微观”两方面都确保可乘。 宏观可乘:把各分块看成一个元素,满足阶数规则。

微观可乘:所有要相乘的子块,全都满足阶数规则。

乘法变形1.(m×n)(n×s)=(m×s)—→(1×1)(1×s)=(1×s) AB = A(b1,b 2,„,b s)=(A b 1,A b 2,„,A b s)

宏观可乘:各分块看成一个元素,满足阶数规则 (1×1)(1×s)=(1×s)

微观可乘:对应相乘的子块 A b j 都满足: (m×n)(n×1)=(m×1)

乘法变形2.(m×n)(n×s)=(m×s)—→(m×1)(1×s)=(m×s) AB =(A的行分块式)(B的列分块式)

这个分块乘积式显式了矩阵乘法与内积的关系。积矩阵AB 的每一个元都是内积形式。

乘法变形3.(m×n)(n×s)=(m×s)—→(1×n)(n×s)=(1×s) AB =(a1,a 2,„,a n)(b i j)

=(a 1 b 11 + a 2 b 21 + „ + a n b n1 ,„,a 1 b 1n + a 2 b 2 n + „ + a n b n n)

乘积AB具列分块式。且它的各列都是A的列向量的线性组合。

乘法变形3 的特殊情形就是“形式内积”。 (1×n)(n×1)=(1×1),考研数学题要求你会逆向还原:

c1 a1+ c 2 a2 +„„+ c n a n = (a1,a2,„ ,a n) (c1,c 2,„ ,c n)ˊ

例 设有列向量组 a1 ,a2 ,a3 ,它们排成矩阵 A =(a1,a2,a3) ,如果它们的三个线性组合分别是 a1 + a2 + a3 ,a1 + 2a2 +4a3 ,a1 + 3a2 + 9a 3 ,试写出新的三向量排成的矩阵B与A的关系。

分析 关键在于反写形式内积 a1 + a2 + a3 =(a1,a2,a3)(1,1,1)ˊ a1 + 2a2 +4a3 =(a1,a2,a3)(1,2,4)ˊ a1 + 3a2 + 9a3 =(a1,a2,a3)(1,3,9)ˊ

于是 ,这三个线性组合为列排成的矩阵 ,等于A乘以 “三个系数列排成的矩阵” 。

乘法变形4.(m×n)(n×s)=(m×s)—→(m×n)(n×1)=(m ×1) AB =(a i j)(B的行分块式)

乘积AB具行分块式。且它的各行都是B的行向量的线性组合。

分块矩阵乘法形式多样,内函丰富。每一类形式变换都带来理论新意。充分体现出《线性代数》的特点,也是重点难点。对学生来说又相当陌生,史无前遇。考研复习《线性代数》的第一任务,就是熟悉矩阵乘法,熟悉分块矩阵乘法变换的各种形式及其新含义。

考研高数复习大纲

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考研数学:线代复习三策略

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考研高数知识总结1

考研线代的特点与复习要点

考研线代公式总结

考研高数大纲

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线 性 代 数 试 卷(A)

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