浅谈线性代数教学中的直觉思维的培养

直觉思维是数学思维的重要内容之一.直觉思维具有非逻辑性、直接性、随机性、不可靠性等特点.本文从《线性代数》中分块矩阵可逆的一个例子出发,浅谈直觉思维的重要性,并着重分析如何规避直觉思维的不可靠性的特点.     

三对角矩阵求逆问题的思考——从一道课本习题谈起

矩阵求逆是矩阵代数中的一个重要运算,逆矩阵的获得却困难重重.文中介绍一个三对角形矩阵求逆的新思路,它可以作为求解逆矩阵问题的一个"解题模块",学习线性代数课程的一个"认知结构",也可以作为教育数学的一个案例.     

面向独立学院学生的线性代数课程“可视化”教学研究

针对独立学院培养目标和学生的特点,研究如何通过案例教学,具体将线性代数的概念、定理、应用、习题"可视化",完成将枯燥数学知识由抽象到直观的转化,使得线性代数理论与数学建模紧密结合,培养应用型人才.     

矩阵特征体系与化学动力学参数估计

矩阵的特征系统在线性代数知识体系中作为最重要的一环,在实际教学中却面临学生无法直观体会其价值的困境.面对化学化工专业的线性代数课程教学中,针对矩阵特征体系在化学动力学中的应用,开辟与专业结合的应用专题.其目的在于阐明线性代数作为分析与计算工具的基础作用,同时也实现和专业课程的无缝衔接,以促进学生专业课程的学习.     

《代数与几何基础》(张肇炽教授主编)一书评析

数学是研究现实事物的数量关系与空间形式的一门科学 .分析学、代数学与几何学是数学的三大基础 ,分析与代数侧重于数学中的“数”,而几何则侧重于数学中的“形”.坐标、向量、矩阵等概念的建立 ,将代数和几何紧密地结合在一起 ,代数为几何提供了研究方法 ,而几何也为代数提供了直观的几何背景 .事实上 ,线性代数中所讨论的“线性”概念来源欧氏几何、线性方程组理论和解析几何 ,线性空间的概念是几何空间的一种代数抽象 .变换的理论 ,如正交变换、仿射变换、射影变换等都是从几何中产生的 .线性代数中的很多重要概念 ,如矩阵的等价、相合、…     

数形互助在函数问题中的应用

著名的数学家华罗庚说过:"数缺形时少直觉,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔离分家万事非."寥寥数语把数形结合说得淋漓尽致.数形结合是数学解题中常用一种数学思想方法,可以使抽象的数学问题直观化、生动化,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题中的本质.数学教学不仅是数学知识的教学,更重要的是数学思想方法的教学,教学中教师应注重对学生的观察、操作、分析思维能力的培养,更应不断地渗透数学思想方法,将此作为教学的核心,     

图形直观的局限性

<正>数形结合是研究客观世界的空间形式和数量关系的科学,数是形的抽象概括,形是数的直观表现.华罗庚教授曾经指出:"数缺形时少直觉,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔离分家万事非."数形结合的思想就是充分运用数的严谨和形的直观,将抽象的数学语言与直观的图形语言结合起来,通过图形的描述,代数的论证来研究和解决数学问题的一种数学思想方法.图形的直观性,能使我们快速找到解题思路,给解题带来方便,但如果图形不完整或不正确,往往会使我们的解题误入歧途.观察图     

几何直观在特征值问题中的应用

借助MATLAB软件将几何直观方法应用于矩阵特征向量的判定、二次曲线的绘制、二次型的分类和微分方程组动力学性质刻画等线性代数特征值问题教学之中,以实例说明几何直观在线性代数课程教学中的应用.     

微分几何的教学设计与实践——以《可展曲面》为例

微分几何是数学类高年级本科生的一门专业课,课程内容充分体现了"数"与"形"的结合.通过微分几何的学习对培养学生的逻辑思维能力和直觉思维能力起到非常重要的作用.结合多年的教学实践,本文以可展曲面为例介绍微分几何课程的教学设计与实践体会.     

浅析矩阵的秩

1.引言线性代数的特点之一是其概念多、定理多 ,从而题目所涉及到的类型也多 ,给初学者带来很多困难。本文以矩阵的秩为例 ,通过分析矩阵的秩在线性代数中的诸多作用 ,逐步加深对这一概念本质的理解 ,进而真正掌握矩阵的秩并能灵活地运用它解决各种有关问题。定义 1　矩阵 A中非零子式的最高阶数叫做矩阵 A的秩 ,记作 R( A)。从定义上看 ,一个矩阵的秩 ,就是一个数 ,但这个数在线性代数中的作用非同一般。2 .矩阵的秩在讨论方阵中的作用对于一个方阵 A,判断 A是否可逆及 A可逆时的一些特性 ,是线性代数中的重点之一。矩阵的秩在此起着重…     

图形直观的局限性

数形结合是研究客观世界的空间形式和数量关系的科学,数是形的抽象概括,形是数的直观表现.华罗庚教授曾经指出：＂数缺形时少直觉,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔离分家万事非.＂数形结合的思想就是充分运用数的严谨和形的直观,将抽象的数学语言与直观的图形语言结合起来,通过图形的描述,代数的论证来研究和解决数学问题的一种数学思想方法.图形的直观性,能使我们快速找到解题思路,给解题带来方便,但如果图形不完整或不正确,往往会使我们的解题误入歧途.     

γ-对角占优矩阵与H-矩阵的判定

<正>1引言众所周知,包括数学、物理、力学和工程数学在内的许多实际问题常常归结为对一些大型线性代数方程组的求解,而这些大型线性代数方程组的系数矩阵往往是H-矩阵(见文[9]).因此如何判断一个矩阵是H-矩阵一直是人们关心的重要课题.本文根据γ-对角占优矩阵的相关性质,并利用不等式的放缩技巧和划分矩阵指标集的方法,给出了几个判别H-矩阵的充分条件.最后,结合数值实例来说明本文所给判据的有效性和优越性.     

正交变换在图像压缩中的应用

用矩阵表示图像,构造正交均值差分变换矩阵,对原始图像进行正交变换,进一步取阈值,仅存储绝对值大于阈值的系数,获得数据压缩.解压缩过程只需作逆均值差分变换.最后将该算法分别应用于灰度和彩色图像的压缩处理,结果验证了算法的有效性.由于算法中所有变换都通过矩阵运算处理,且意义直观明了,故该算法是大学线性代数教学中一个非常好的应用案例.     

提升学生直观想象素养的向量教学

<正>向量既是代数研究对象,也是几何研究对象,是沟通几何与代数的桥梁.向量教学应突出几何直观与代数运算之间的融合,即通过形与数的结合,感悟数学之间的关联,加强数学整体性理解^[1],重点提升学生的直观想象素养.本文结合向量教学中直观想象素养提升的实践,谈一谈对直观想象的理解和在课堂实践中得到启示,供同行研讨.     

从教育数学的角度探讨行列式教学

本文根据教育数学思想,讨论大学《线性代数》公共课中行列式部分的教学,通过设计几个教学场景,帮助学生以更直观的方法掌握行列式本质.所设计的场景包括:从行列式定义的意图出发合情推理行列式的可能表达式;从低阶行列式性质类比证明行列式定义的必然形式;通过矩阵初等变换与等底单形的体积之间的关系建立行列式与单形体积的关联;通过仿射变换保持单形体积比的性质导出Cramer法则的直观证明;以及分析行列式的不同计算方法所对应的计算复杂度.最后,文章列出行列式知识产生和发展的部分数学史材料,供教师在教学中穿插使用,达到更好引导学生理解和应用行列式知识.     

非对称实矩阵合同的条件

在工科大学的线性代数课程的知识范畴内,给出了一类非对称实矩阵的合同的判定的一个充分条件,并举例做具体说明;此项研究回答了工科大学生在学习矩阵合同理论时经常提出的一个疑问,可以作为工科大学线性代数教学的一个合理的补充材料.     

培养学生创新思维能力的教学设计与实践

培养学生数学思维创新能力、数学理解创新能力、数学应用创新能力一直是大学数学教学所追求的高要求、高目标.在教学过程中如何通过重构教学内容、革新教学方法来实现培养学生用数学语言、数学知识、数学技术去描述、解释自然现象是大学数学课程教学改革的一个主方向.本文通过一个具体的教学实例来分享如何在线性代数课程教学中实现培养学生的数学思维创新和数学理解创新.     

线性代数课程实践教学网络平台的研究和探索

本文针对借助Blackboard平台,从用实际问题驱动线性代数课程教学,介绍与线性代数课程内容相关的数学软件(MATLAB数学软件),增加线性代数课程在实际问题中应用的内容等方面,探讨线性代数课程实践教学网络平台问题.     

线性空间若干问题的矩阵变换图解

随着计算机的发展和自动控制理论的需要,矩阵理论正在不断发展,矩阵作为一种重要数学工具也越来越广泛应用。本文根据矩阵有关理论,从数值计算角度研究了如何用构造矩阵变换图式解决国内外现行的线性代数(或高等代数)书中所涉及的有关线性空间的一些重要问题。所谓构造矩阵变换图式,就是针对不同研究对象(或要解决的问题)构造不同的运算矩阵,灵活运用矩阵的初等变换。文章就以下五个问题(见文章内小标题)作了研究。文章的研究,可以简化线性代数一些重要演算。加强线性代数有关内容的内在联系,这无论对线性代数研究、应用及计算机辅助教学都是很有用的。作者还认为从科技发展来看,矩阵初等变换的应用在线性代数教学中应值得特别重视。(文章后“附注1”是矩阵变换图式所依据的重要理论,“附注2”是行简化阶梯矩阵定义。) 这里只讨论如何通过构造矩阵变换图式解决实数域上n维向量空间“R”的有关问题,至于任意的n维线性空间“L”,若对选定的基向量{ε}(i=1,2,…,n),“L”中向量a_j(j=1,2,…,s)有坐标(a_(j_1),a_(j_2),…,a_(j_n)),则下面研究的所有结论都是适用的。     

不同直觉偏好信息下的多属性决策方法

研究了属性值为实数且决策者对属性的偏好信息以直觉判断矩阵或残缺直觉判断矩阵给出的模糊多属性决策问题.首先介绍了直觉判断矩阵、一致性直觉判断矩阵、残缺直觉判断矩阵、一致性残缺直觉判断矩阵等概念,而后分别考虑关于直觉判断矩阵和残缺直觉判断矩阵的多属性决策问题,接着建立了基于直觉判断矩阵和残缺直觉判断矩阵的多属性群决策模型,通过求解这些模型获得属性的权重.进而给出了不同直觉偏好信息下的多属性决策方法.最后通过一个例子说明了该方法的可行性和实用性.