随风潜入夜润物细无声续.ppt

随风潜入夜 润物细无声(续),李尚志 中国科学技术大学,2019/2/2,数学实验: 几何变换,(x,y) (x,y) x=f1(x,y), y=f2(x,y) 曲线C: x=x(t),y=y(t) 曲线C：x=f1(x(t),y(t), . y=f2(x(t),y(t),2019/2/2,线性变换,x=a1x+b1y, y=a2x+b2y. 画出由平面直线段或曲线段组成的图形C及其象C。 观察：直线、平行、垂直、长度、角度、圆 ?,2019/2/2,线性变换前后的图形,2019/2/2,向量方向的变化,2019/2/2,选取特征向量为基,2019/2/2,矩阵的相似对角化,AX1=aX1, AX2=bX2, AX3=cX3 A(X1,X2,X3) = (X1,X2,X3) D D=diag(a,b,c), P=(X1,X2,X3) AP=PD, P-1AP = D A 相似于对角形 D .,2019/2/2,矩阵乘积的行列式,几何观点 矩阵A决定线性变换f: XAX 所有图形的n维体积变为原来的 detA倍. g:YBY. n维体积 detB倍. gf: X(BA)X, n维体积 原来的det(BA)倍 = (detB)(detA)倍.,2019/2/2,代数证明,BAB, det(AB)= a detB 情况1. A是初等矩阵: A:互换两行, a= -1=det A A:某行乘l倍, a=l=det A A:某行的l倍加到另一行, a=1=detA 情况2. A不可逆: detA=0, AB不可逆, det(AB)=0=(detA)(detB).,2019/2/2,代数证明,情况3. A可逆. A= PsP2P1 , 其中 Ps , , P2, P1是初等矩阵 det(AB)=det PsdetP2 detP1 detB (1) 取 B=I 得 detA = det PsdetP2 detP1 代入(1) 得 det(AB) = (detA)(detB),2019/2/2,多元微积分的线性代数模型,微积分基本思想 : 非线性线性 复合函数的导数:,2019/2/2,隐函数存在定理 F(x,y) 在某点P0可微 何时由 F(x,y)=0 确定 y=f(x)? 线性化: y=f(x) 在 x0 可微, 导数为,2019/2/2,可微函数 n 个方程 =0 , 线性化 即 当 det B 时有唯一解,隐映射定理,2019/2/2,电子琴为什么能模拟不同乐器的声音,不同乐器的声音区别 音色。 y= A sin(kt). k音调,A响度， ？音色 sin(x)+sin(3x)/3+ 的图象 y=a1sin(wt+b1)+a2sin(2wt+b2)+ 音色 波形 系数 a1 , a2 , . . .比例,2019/2/2,sin x+sin(3x)/3+sin(nx)/n,网上资源, 精品课程国家级数学实验(2003), 线性代数(数学专业)(2004) 常用连接 网上数学实验,参考文献,线性代数(数学专业用), 高教出版社, 2006. 让抽象变得自然-建设国家精品课程的体会, 中国大学教学, 2006年第7期 线性代数精彩应用案例(之一),大学数学, 2006年第3期 线性代数精彩应用案例(之二),大学数学, 2006年第4期 若当标准形的计算, 大学数学, 2006年第5期 从问题出发引入线性代数概念, 高等数学研究, 2006年第5期,第6期,精品课程为谁建设 - 学生!,建设精品课程时不知道教育部要评精品课! 教数学,教学生 懂数学,懂学生,精品课程的关键,特色 影响 多媒体教学: 1.发挥多媒体优势 2.不为多媒体而多媒体,数学建模主要思想 实际问题 -建模 数学模型 i求解 实际解 检验- 数学解,用建模思想建设 线性代数精品课程,将数学建模思想引入基础课程教学（一）,利用基础课知识建立模型解决问题: (1)来自现实生活的实际问题 (2)数学自身发展提出的问题,将数学建模思想引入基础课程教学（二）,从问题出发 建立数学模型解决 “发明”出基础课程的知识- 人类的旧知识,学生的新知识,用建模思想建设线性代数精品课程,1.随风潜入夜: 建立模型解决问题 线性代数知识 2.润物细无声： 线性代数知识 建立模型解决问题,2019/2/2,若干问题之1,1.适用对象:针对不同对象的共同点! 数学专业,非数学专业. 好学生,“差”学生. 针对不同对象的不同点: 要求不同. 好学生需要生动,难道差学生只能枯燥? 2.改革: 让学生更容易. 老师需要重新学习,开头难,适应之后容易. 帮好学生求发展, 学创造发明 帮“差”学生求生存,学懂最基本内容.,2019/2/2,若干问题之2,3.改革有风险:学郭靖,不学慕容复. 知风险, : 从问题出发: 可能费课时,冲淡主题. 从本专业应用问题开始：可能狭窄,难懂. 防风险: 中庸之道,适可而止,因人而易. 4.几何比代数更难? 几何直观不好算，代数好算不直观。 凌波微步，左右逢源,2019/2/2,若干问题之3,5.数学味 = 严格? 数学:创新,抽象,严谨 思想重于材料 想法指挥算法。 严格性例子: 秩的定义的合理性-工笔画 不严格例子: n 维体积-写意画. 先粗后细. (不能先错后对).,数学聊斋四则,之一 峨嵋山的佛光,数学聊斋四则,之二 指鹿为马之幼儿版,博比: 长颈鹿 马马 老虎 猫