学习目标自检表 · 第二章(2.1–2.5)
逐条对照:右侧给出「正文依据 + 对应习题」。若某行卡壳,回到所指小节重读再做习题。本表随素材进度更新——2.4–2.5 已依第 5 周录播补入(K2.23–K2.28、S2.5–S2.6、A2.5);2.6–2.7 到位后,再补图的应用与章末检验两组目标。逐条自检之外,另配闭卷回忆卡(定义 / 定理检索)与解题工具箱(题型流程与二级结论)。
| 目标 | 达标检验 | 依据与习题 |
|---|---|---|
| K2.0 映射三要素 | 能说出定义域、值域、对应法则三要素并判断「是不是映射」 | 定义 2.1.1;习题 A1 |
| K2.1 单 / 满 / 双射 | 能对给定映射判类型;能说出三者关系(双射 = 单 + 满) | 定义 2.1.2;习题 A1 |
| K2.2 映射相等与复合 | 能说明「」;能写出 的作用顺序 | 定义 2.1.3、定义 2.1.4;习题 A2 |
| K2.3 可逆判定 | 能背写「可逆 ⟺ 双射」,并证明逆的唯一性与逆序公式 | 定理 2.1.1、定理 2.1.2;习题 B1 |
| K2.4 变换 / 一一变换 / 置换 | 能三词辨析,并说明为什么它「考试考过」 | 定义 2.1.6;习题 A2 |
| K2.5 等势与可数性 | 能构造 的双射并说明 的思路 | 定义 2.1.1、例 2.1.A;习题 A1 |
| K2.6 多项式工具箱 | 能陈述带余除法、写出友矩阵两种形状 | 定理 2.1.3、定义 2.1.11;即时自测 3 |
| K2.7 线性映射定义 | 能背写两条性质与合并形式,说明「同一数域」「两套运算」两条注记 | 定义 2.2.1;习题 A3 |
| K2.8 典型例子 | 能举出至少八个线性映射例子,并说明平移为何不是 | sec-2.2.2;习题 A3 |
| K2.9 保持线性组合 | 能归纳证明 定理 2.2.1,并说明「相关 / 无关都成立」 | 定理 2.2.1;习题 B2 |
| K2.10 相关性性质 | 能证明「相关组的像相关」并给出逆不真的反例 | 推论 2.2.1;习题 B2 |
| K2.11 单射判据 | 能双向证明 定理 2.2.2,并说明两条注的差别 | 定理 2.2.2;习题 B3 |
| K2.12 同维 + 单射 ⟹ 双射 | 能陈述 推论 2.2.2 并解释「维数陷阱」 | 推论 2.2.2;习题 A4 |
| K2.13 线性映射空间 | 能验证封闭性、写出零元素与负元素、说出维数公式 | 定理 2.2.3、例 2.2.A;习题 B5 |
| K2.14 零空间与值域 | 能求具体映射的 、 的基与维数 | 定理 2.2.4;习题 C1、C3 |
| K2.15 亏加秩定理 | 能独立完成基扩充证明,并用它反推维数 | 定理 2.2.5;习题 B4、C3 |
| K2.16 矩阵的读法 | 能说出「 的第 列 的坐标」,由 写出 、由 还原 | 定义 2.3.1;习题 A5、C7 |
| K2.17 存在唯一性 | 能复述 定理 2.3.1 的两个方向,并说明为什么「线性映射由基上的作用完全确定」 | 定理 2.3.1;习题 B7 |
| K2.18 同构与维数 | 能定义同构映射(双射 + 保运算)、说出「同构 ⟺ 维数相等」并解释「同构 等势 保运算」 | 定义 2.3.2、定理 2.3.3;习题 A6 |
| K2.19 矩阵空间与维数 | 能证明 ,并算出 | 定理 2.3.2、推论 2.3.2;习题 B8 |
| K2.20 坐标公式 | 能用 算像的坐标,并说出它依赖哪对基 | 定理 2.3.4;习题 C7、C8 |
| K2.21 换基公式与相似 | 能写 与 ,说清 、 各管哪一端,并解释相似 同一变换换基 | 定理 2.3.5、推论 2.3.4;习题 B9 |
| K2.22 矩阵与映射的不变量 | 能陈述 、,并说明证明用了哪个同构 | 定理 2.3.6;习题 C9 |
| K2.23 特征对翻译 | 能陈述并证明「 与 的特征值相同、特征向量差一组基」,并说出为什么最后必须乘回基 | 特征对的翻译定理 2.4.1;2.4.1 例题 |
| K2.24 特征值的整体性质 | 能背出迹 / 行列式与特征值的关系、 与 的特征值、相似不变量、不同特征值特征向量无关 | 迹、行列式与特征值 2.4.2–不同特征值的特征向量线性无关 2.4.5;2.4.2 |
| K2.25 特征子空间与两种重数 | 能写 、用 算几何重数,并复述三矩阵反例 | 特征子空间 2.4.3、几何重数的计算 2.4.6、经典三矩阵:同一特征多项式,三种几何重数 2.4.2;2.4.3 |
| K2.26 正交 / 酉矩阵与变换 | 能写两组定义(、、保内积),并陈述四条等价刻画 | 正交矩阵与酉矩阵 2.5.1、正交变换与酉变换 2.5.2、四条等价刻画 2.5.4;2.5.2 |
| K2.27 正交矩阵的特征值 | 能证明 ,并指出「」的错误证明错在哪一步 | 正交矩阵特征值的模 2.5.3、错误证明警示;2.5.1 |
| K2.28 Givens 与 Householder | 能写 的非平凡位置与分量清零取角;能写 的定义、几何含义,并证明 、 | Givens 旋转矩阵 2.5.3、分量清零 2.5.6、Householder 矩阵 2.5.4、Householder 矩阵的性质 2.5.7;2.5.3–2.5.4 |
| S2.1 验证套路 | 遇到任何 能按「先证是映射、再验两条」规范书写 | 例 2.2.7;习题 B6 |
| S2.2 反例意识 | 能自己构造「齐次不满足」「可加不满足」的反例 | 习题 A3、B3 |
| S2.3 矩阵落地 | 给定映射与两对基能逐列写出矩阵;给定矩阵与基能还原映射 | 定义 2.3.1、例 2.3.2;习题 C7 |
| S2.4 换基计算 | 能求过渡矩阵、用 算出新矩阵,并用「逐列验证」自查 | 推论 2.3.4、例 2.3.B;习题 B9、C10 |
| S2.5 完整求特征对 | 给定基与矩阵,能走完「矩阵 → 特征值 → 坐标 → 乘回基」全流程 | 求线性变换特征对的流程、例 2.4.1;2.4.1 |
| S2.6 保内积验证 | 验正交变换优先走「标准正交基 → 标准正交基」,会用 Givens / Householder 把向量对准坐标轴 | 怎么用这四条、用 Givens 把任意向量对准 、例;2.5.2–2.5.3 |
| A2.1 数域意识 | 判线性时先问数域( 线性还是 线性) | 定义 2.2.1 注记 1;习题 A3(b) |
| A2.2 保险习惯 | 用判据前先核对前提(维数是否相同、是否整组向量) | 定理 2.2.2 注 2、推论 2.2.2;习题 A4 |
| A2.3 形状与次序意识 | 写矩阵 / 公式前先核对形状()与基的对应关系,避免「左乘右乘颠倒、行列写反」 | 定义 2.3.1、定理 2.3.5;习题 B9、C8 |
| A2.4 概念不混淆 | 能区分「相抵 / 相似」「等势 / 同构」「同一矩阵 / 同一映射」三对概念 | 定理 2.3.5、定理 2.3.3、勘误 §五;习题 A6 |
| A2.5 实 / 复边界 | 涉及特征值与内积时先问「实还是复」:长度计算一律共轭转置;几何重数在 里数 | 错误证明警示、展开时的共轭陷阱;2.5.1 |
依据本课程第二章课件(2.1 / 2.2 / 2.3;2.2、2.3 现存 _sources/matrix/)、第 3 周录播(2026-09-22,王振乾;2.3 无录播)与第 5 周录播(2026-10-08,覆盖 2.4–2.5)整理 · 整理日期 2026-09-24,2.4–2.5 补于 2026-10-11
本 章 待 续(2.6–2.7 素材到位后补全)