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《线性代数》教学大纲
一、课程基本信息
英文名称:LinearAlgebra
课程编号:H272200116040
总学时:40 讲课学时:40 实践学时:0
总学分:2.5
课程类别:必修
考核方式:考试
适用对象:理、工、经、管理等专业
开课学期:第二学期
先修课程:高中数学
参考书目:
[1]高雷阜.线性代数[M].北京:高等教育出版社,2011.
[2]同济大学数学系.线性代数(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2019.
[3]同济大学数学系.线性代数[M].北京:人民邮电出版社,2021.
[4]上海交通大学数学系.线性代数[M].北京:科学出版社,2015.
二、课程性质及目标
线性代数是高等院校理、工、管理类等专业的一门重要的必修课。由于线性问题广泛地存在于技术科学的各个领域,某些非线性问题在一定的条件下可以转化为线性问题,尤其在计算机日益普及的今天,解大型线性方程组、求矩阵的特征根及特征向量等已是工程技术人员常遇到的问题。线性代数是讨论有限维空间线性理论的课程,具有较强的理论抽象和逻辑性。要求学生能熟练的应用矩阵方法,线性方程理论,二次型理论知识,并能解决一些实际问题,从而为学习后继课程奠定必要的基础。掌握数学、自然科学等基础理论知识、专业基础和专业知识。
课程目标1:掌握线性代数的基本理论知识,掌握线性空间的基本理论。
课程目标2:掌握线性方程组的基本解法。
课程目标3:掌握对实际工程中的线性问题进行建模、分析、科学求解的方法并应用于实际检验。
课程目标4:了解线性问题的基本特征,结构性、系统性地掌握线性模型的基本处理方法。
课程目标5:掌握非线性模型的线性化过程和科学处理的方法,并应用于实际工程问题中。
课程目标对培养要求的支撑
课程目标
培养学生能力
支撑的专业培养要求指标点
课程目标1
数学工具使用的能力
1能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
课程目标2
求解线性方程的能力
1能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。
课程目标3
分析问题求解线性方程的能力
2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
课程目标4
分析问题构建线性模型的能力
2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
课程目标5
分析问题解决非线性模型线性化问题的能力
2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
四、教学内容、教学方法和手段、学时分配
知识单元一:行列式支撑课程目标1(建议8学时)
教与学要求:
本知识单元要求学生能了解2、3阶行列式的定义、性质,掌握n行列式的定义、性质;掌握利用n列式的性质进行计算行列式,掌握典型的n行列式的计算方法,理解特殊的n行列式的计算方法;掌握克莱姆法则的内容,掌握n(非)齐次线性方程组解的相关推论,了解(非)齐次线性方程的应用。
★思政元素:行列式的计算,通过不同类型行列式之间的相互关系与转化过程,让学生意识到“条条大路通罗马”,方法不是唯一的,结果却是固定的。不要被表面的困难所吓倒而退缩,要勇于尝试,综合运用所学知识解决问题,迎难而上。培养学生严谨的科学观以及学习中不畏困难,锐意进取的精神。
教与学方法:讲授、演示、举例、归纳、课后练习。
知识点1:n行列式的定义、性质
主要内容:2、3阶行列式的定义、性质,n行列式的定义、性质。
知识点2:n行列式的计算
主要内容:利用n行列式的性质进行计算,典型的n行列式的计算方法,特殊的n行列式的计算方法。
知识点3:克莱姆法则及相应的推论
主要内容:克莱姆法则的内容,(非)齐次线性方程组解的相关推论,(非)齐次线性方程组的应用。
重点:行列式的定义、性质及行列式的计算。
难点:克莱姆法则及相应的推论。
知识单元二:矩阵及其运算支撑课程目标1、4(建议10学时)
教与学要求:
本知识单元要求学生能熟练掌握矩阵的线性运算、乘法运算及转置运算,理解特殊矩阵的性质;理解逆矩阵的定义及存在条件,掌握逆矩阵的性质,熟练掌握利用伴随矩阵求逆矩阵;了解分块矩阵的运算,掌握特殊的分块矩阵的性质;理解初等矩阵的定义与性质,掌握初等变换的实质,熟练掌握利用初等变换求方阵的逆矩阵及解矩阵方程。
★思政元素:矩阵和其元素的关系,就如集体与个人的关系。矩阵的运算,启发我们个人(单个数)要从属于社会集体(矩阵),更要追求符合社会核心价值观的组织(满足条件的矩阵),只有在这样的集体组织活动中才能实现个人的崇高理想(实现矩阵运算)。正如矩阵运算大大提高了单个数解决问题的能力,团结力量
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