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A-Level数学解析:向量知多少?

2019-09-17

栏目:考培资讯

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导语:

理解线性代数的几何意义,有助于在你遇到具体问题的时候,知道用什么工具去解决它们,这些工具为什么有效,并且对产生的结果做出解释。

A-LevelA-Level数学向量

  线性代数在很多领域都有应用

  ·  物理

  · 电力工程

  · 机械工程

  · 统计

  ……

  学过线性代数的学生可能都会做以下计算,但他们却不知道为什么要这样计算,它们分别代表的含义是什么?学生们对于线性代数中的几何意义的理解是非常模糊的

  ·  matrix multiplication - 矩阵乘法

  ·  the Determinant - 行列式

  ·  cross products - 交叉乘积

  ·  eigenvalues - 特征值

  实际上,理解线性代数的几何意义,有助于在你遇到具体问题的时候,知道用什么工具去解决它们,这些工具为什么有效,并且对产生的结果做出解释。而理解线性代数的算术意义,只能够帮你在使用这些工具的时候,完成整个计算过程。所以学习线性代数的层次关系应该是,由底向上:几何意义 -> 算术意义 -> 应用

  于是,面对线性代数问题,人们更应该把计算部分交给计算机来完成,自己则专注于概念和原理部分。

  向量是线性代数基本构成要素的根源。不同的职业对向量有不同的视角:

  物理系学生对向量的视角:vectors are arrows pointing in space.

  What defines a given vector is its length, and the direction it's pointing in.

  计算机专业同学的视角:vectors are ordered lists of numbers. 2-dimensional is the fact that the length of that list is 2.

  数学专业的同学:generalize both of these views (线性代数中所有的课题都是围绕这两种操作进行的):

  1. 两个向量相加

  2. 用一个常数和另一个向量相乘

  Vector - 在坐标系中的有箭头的线段,它的末尾总在原点上,在2维空间中,向量(i、j)的第 1 个数字 i是尖端落在 x轴的长度,第 2 个数字j是尖端落在 y轴的长度,如果落在原点的左边(x 轴)和下边(y 轴),则 i、j 的值为负数;在 3 维空间中,每个向量有 3 个数(i、j、k)来表示,分别是尖端落在 x、y、z 轴上的长度,x、y、z 同样是有符号的。

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