韩剧集合处|如何学好线性代数?( 二 )


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英国数学家哈代(GH Hardy)说[5]:「数学家的模式 , 如画家或诗人的模式一定是锦绣的;数学家的设法 , 如色彩或文字必需以和谐的方式结合在一起 。 美是首要的试金石:丑陋的数学不可能永存 。 」线性代数是一个柔美凝练的数学分支 。 线性代数像是巴赫(JS Bach)的〈无伴奏大提琴组曲〉 , 巴赫在这里构建了一种循序渐进和连贯同一的风格 , 每首组曲在结构上都按照严格的曲式谱成 。 而在音乐发展的过程中 , 每个乐章之间的内在联系更是交响曲的先声[6] 。 线性代数的结构是向量空间 , 曲式是线性变换 。 线性代数的乐章有矩阵代数、正交、行列式、特征值与特征向量 , 以及二次型等 。 研习线性代数与吹奏〈无伴奏大提琴组曲〉同样都需要有效的学习方法 。
回到标题 , 如何学好线性代数?哈尔莫斯从不知道线性代数到底在讲什么 , 短短几年变身为一代宗师 , 他是怎么办到的?哈尔莫斯公然了他的数学学习秘笈[7]:
「别只是读;跟它对抗!问你自己的题目 , 找你自己的例子 , 发现你自己的证实 。 这个假设是必要的吗?反向命题成立吗?经典的特例有哪些情况?退化时会怎么样?证实在何处使用了假设?」
在〈无伴奏大提琴组曲〉中 , 有些乐章(如 Sarabande)的音乐性格和内容与其他乐章显著不同 。 在线性代数中 , 两个数学物件常具有某种相异的性质却又有一些相同的性质 。 譬如 , 在一般情况下 , 两个同阶方阵 A 和 B 不满意乘法交换律 , AB≠BA , 但是 det(AB)=det(BA) 。 读了课本的证实 , 你可能依然困惑 。
哈尔莫斯鼓励我们提出「蠢题目」 。 譬如 , det(AB) 和 det(BA) 的几何意义是什么? AB 与 BA 是否拥有其他的基本不变量使得行列式不改变?继承推广 , 三个同阶方阵 A, B, C 的乘积 ABC, ACB, BAC, BCA, CAB, CBA 除了行列式不变 , 是否还有其他相同的性质?一般来说 , 无论老师或课本都不会主动地回答我们的「蠢题目」 。 教师常以「世界上没有愚蠢的题目 , 只有愚蠢的谜底」呼吁学生发问 , 但绝少学生愿意公然提出他们心中的「蠢题目」 。 吊诡的是 , 回答「蠢题目」偏偏是研习线性代数的一个极为有效的途径 。 底下列举一些困扰我们却又羞于启齿的「蠢题目」供读者思索 , 但我未将「蠢谜底」贴上免得破坏世人的学习乐趣 。 命运运限好的话 , 你在这个网站上乱逛说不准可以找到「蠢谜底」 , 当然「蠢谜底」不会是大家都认同的标准答案 。
"蠢题目"
韩剧集合处|如何学好线性代数?
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