线性代数

张玮

目录

  • 1 线性方程组
    • 1.1 线性方程组的基本概念
    • 1.2 高斯消元法与阶梯型
    • 1.3 线性方程组的等价与初等变换
    • 1.4 矩阵
    • 1.5 齐次线性方程组
    • 1.6 二阶行列式
    • 1.7 三阶行列式
  • 2 集合与映射
    • 2.1 集合的基本概念
    • 2.2 集合之间的运算
    • 2.3 集合的乘积和基数
    • 2.4 映射的基本概念
    • 2.5 映射的合成
    • 2.6 逆映射
    • 2.7 对换
    • 2.8 置换的分解
    • 2.9 例子
    • 2.10 置换的符号
    • 2.11 偶置换与奇置换
    • 2.12 置换在函数上的作用
    • 2.13 等价关系
    • 2.14 商映射与序关系
    • 2.15 数学归纳法
    • 2.16 整数的算术(上)
    • 2.17 整数的算术(下)
  • 3 矩阵
    • 3.1 向量和向量空间
    • 3.2 线性组合和线性相关
    • 3.3 一些性质
    • 3.4 基
    • 3.5 维数
    • 3.6 行秩、列秩的定义及性质
    • 3.7 线性方程组的可解性准则
    • 3.8 重新理解线性方程组
    • 3.9 线性映射
    • 3.10 矩阵的运算
    • 3.11 矩阵乘积的秩
    • 3.12 矩阵的转置
    • 3.13 单位矩阵和纯量矩阵
    • 3.14 可逆矩阵
    • 3.15 一些计算
    • 3.16 初等矩阵
    • 3.17 逆矩阵的计算
    • 3.18 线性方程组的解空间
    • 3.19 解空间的基础解系
  • 4 行列式
    • 4.1 平行六面体的体积与行列式
    • 4.2 行列式的若干性质
    • 4.3 广义行列式函数
    • 4.4 行列式按一行或一列的元素展开
    • 4.5 准三角方阵的行列式
    • 4.6 方阵乘积的行列式
    • 4.7 例子
    • 4.8 可逆矩阵的行列式判别准则
    • 4.9 克拉默法则
    • 4.10 矩阵的子式与矩阵的秩的联系
  • 5 群、环、域
    • 5.1 运算
    • 5.2 结合律的性质
    • 5.3 幂与倍数
    • 5.4 可逆元素
    • 5.5 群的定义和例子
    • 5.6 循环群
    • 5.7 元素的阶
    • 5.8 循环群的子群
    • 5.9 同态与同构
    • 5.10 例子与结论
    • 5.11 半群的乘法表以及群与对称
    • 5.12 环的定义和例子
    • 5.13 整数的剩余类环
    • 5.14 零因子、整环
    • 5.15 同态
    • 5.16 域的定义,例子
    • 5.17 素域
    • 5.18 域的特征
    • 5.19 任意域上的线性方程组
  • 6 复数和多项式
    • 6.1 复数域
    • 6.2 矩阵模型
    • 6.3 复平面、棣莫弗公式
    • 6.4 共轭
    • 6.5 实数域二次扩张的唯一性
    • 6.6 有理数域的二次扩张
    • 6.7 复数的初等几何
    • 6.8 尺规作图与二次扩张
    • 6.9 定义
    • 6.10 一些术语
    • 6.11 多项式的取值
    • 6.12 带余除法
    • 6.13 多元多项式
    • 6.14 多元单项式的字典序
    • 6.15 若干术语
    • 6.16 整除的初等性质
    • 6.17 最大公因子和最小公倍元
    • 6.18 欧几里得环的唯一因子分解性
    • 6.19 整系数多项式的因式分解
    • 6.20 整环的分式域
    • 6.21 欧几里得环的分式域
    • 6.22 有理函数域
  • 7 多项式的根
    • 7.1 根与线性因子
    • 7.2 韦达公式
    • 7.3 多项式的导数与根的重数
    • 7.4 重因子
    • 7.5 多项式函数
    • 7.6 代数基本定理的叙述和一些引理
    • 7.7 代数基本定理的证明
    • 7.8 实系数多项式的虚根
    • 7.9 复数域和实数域上的最简分式
    • 7.10 实系数多项式的根(上)
    • 7.11 实系数多项式的根(中)
    • 7.12 实系数多项式的根(下)
    • 7.13 斯图姆定理的证明
    • 7.14 正根的个数与系数的关系
    • 7.15 多项式根的近似计算
    • 7.16 整系数多项式的有理根
    • 7.17 对称多项式的定义与例子
    • 7.18 对称多项式的基本定理
    • 7.19 待定系数法
    • 7.20 一元四次方程的求根问题
    • 7.21 判别式
    • 7.22 解三次方程
    • 7.23 结式(上)
    • 7.24 结式(下)
  • 8 复习
    • 8.1 复习(一)
    • 8.2 复习(二)
    • 8.3 复习(三)
    • 8.4 复习(四)
  • 9 阅读
    • 9.1 阅读
  • 10 问卷调查
    • 10.1 问卷调查
有理函数域
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概念

有理函数域是一种重要的纯超越扩张。若K为域,则关于不定元x1,x2,…,xn的多项式环K[x1,x2,…,xn]是整环,且它的商域K(x1,x2,…,xn)是由形如:

的元素组成。因此,K(x1,x2,…,xn)称为域K关于不定元x1,x2,…,xn的有理函数域,其中每个f/g称为域K上的有理函数。域扩张K(x1,x2,…,xn)/K是纯超越扩张。

纯超越扩张

纯超越扩张是一类重要的超越扩张。设扩域K在F上的超越基为S,若K=F(S),则称此域扩张为纯超越扩张,K为F的纯超越扩域。此时,K与F上一组未定元X的多项式环F[X]的分式域(商域)F(X)同构,其中X与S的基数相等。一般地,设K是F的任一扩域,若其超越基为S,则F(S)是F的纯超越扩域,K为F(S)的代数扩域。这样,一个域扩张可分成两种特殊的域扩张来研究,即FF(S)K。超越次数为1的纯超越扩张称为单超越扩张。 

代数扩张

代数扩张是一类重要的域扩张。设E是F的扩域,若E中元皆为F上的代数元,则称此域扩张为代数扩张,E称为F的代数扩域,否则称为超越扩张,而E称为F的超越扩域。代数扩张具有传递性。当α是F上代数元时,其单代数扩域F(α)同构于F[x]/(p(x)),p(x)是α的最小多项式,(p(x))表F[x]中由p(x)生成的主理想。

域扩张

域论的基本概念之一。若域K包含域F作为它的子域,则称K是F的一个扩张(或扩域),F称为基域,常记为K/F。此时,K可以看成F上的向量空间。研究扩域K(相对于基域F)的代数性质,是域论研究的一个基本内容。

若域E是F的扩域,K是E的扩域,则称E是域扩张K/F的中间域。若K/F是域扩张,S是K的子集,且F(S)是K的含F与S的最小子域,称F(S)为F添加S的扩域。当S={α1,α2,…,αn}是有限集合时,F(α1,α2,…,αn)称为添加α1,α2,…,αn于F的有限生成扩域(或者F上的有限生成扩张)。它由一切形如f(α1,α2,…,αn)/g(α1,α2,…,αn)的元组成,其中α1,α2,…,αn∈S,f,g是F上的n元多项式且g(α1,α2,…,αn)≠0。

由于这个原因,当F(α1,α2,…,αn)关于F的超越次数≥1时,F(α1,α2,…,αn)也称为F上的代数函数域。当S={α}时,称F(α)为F的单扩张域,也称本原扩域。F的有限代数扩域K是单扩域的充分必要条件是,扩域K与基域间存在有限个中间域。这是施泰尼茨(Steinitz,E.)证明的。

设P是一至少含有两个元素的环,如果在P中乘法还具有下列性质:

(1)有单位元素,即在P中有一元素e,使ea=ae=a,对所有的a∈P;

(2)有逆元素,即对p中每个非零元素a都有一元素a,使aa-1=a-1a=e;

(3)交换律成立,即ab=ba,a,b∈P,那么P就叫做一个域。域有下列的基本性质:

(1)域没有零因子;

(2)若集F在两个 二元运算(加法和乘法)下满足下列条件,则F为一个域:

①F是以零为单位元的加法群;

②由除零外的F的一切元组成的集在乘法下是一个交换群;

③乘法对加法是可分配的;

(3)在域F中,方程ax=b(a,b∈F,a≠0)有唯一的解,并记作x=a/b;

(4)在F中,指数律成立;

(5)若把域F的单位元e的n倍ne记作n,则F中任一元a的n倍na就是n与a的积na。