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入学诊断自测

这份教程假设你已修过本科线性代数(矩阵运算、行列式、线性方程组)。不过「修过」的程度差别很大:有人记得 Ax=b 怎么解但忘了秩是什么意思,有人对 Rn\mathbb{R}^n 熟得很却没见过抽象空间。

花十五分钟做完下面 14 道小题,对照评分标准决定从哪一页开始。 不要翻书,凭直觉作答即可——目的只是定位,不是考试。

一、先修诊断(6 题)

判断下列说法的真假,并在纸上一句话写出理由(能说清理由才算会):

  1. 若方阵 AA 满足 det⁡A=0\det A=0,则齐次方程组 Ax=0A\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0} 有非零解。
  2. AxA\boldsymbol{x} 总可以写成 AA 的若干列的线性组合。
  3. (AB)T=ATBT(AB)^{\mathrm T}=A^{\mathrm T}B^{\mathrm T}。
  4. 若 nn 个 nn 维向量拼成的矩阵可逆,则这 nn 个向量线性无关。
  5. 把矩阵消成行阶梯形后,非零行的行数就是矩阵的秩。
  6. nn 个方程的齐次方程组若有 m>nm>n 个未知量,则必有非零解。
先修诊断答案与理由
  1. 真。det⁡A=0⟺A\det A=0\Longleftrightarrow A 不可逆 ⟺\Longleftrightarrow 齐次方程组有非零解(先修工具箱 §3)。
  2. 真。这正是矩阵乘法的列观点:Ax=x1α1+⋯+xnαnA\boldsymbol{x}=x_1\boldsymbol{\alpha}_1+\cdots+x_n\boldsymbol{\alpha}_n(先修工具箱 §1)。
  3. 假。正确形式是 (AB)T=BTAT(AB)^{\mathrm T}=B^{\mathrm T}A^{\mathrm T},顺序要反过来(先修工具箱 §2)。
  4. 真。二者是同一件事的两种说法(先修工具箱 §3 的等价表)。
  5. 真。这是秩的定义性算法(先修工具箱 §4)。
  6. 真。自由未知量个数 m−rank⁡A≥m−n>0m-\operatorname{rank}A\geq m-n>0(先修工具箱 §4 结论 A)。

二、本章内容预诊(8 题)

下列概念,能用自己的话说清楚就打 ✓:

  1. 数域是什么?Z\mathbb{Z} 为什么不是?
  2. 线性空间的八条公理,能写出几条?
  3. 子空间的判定为什么可以「先查零向量」?
  4. 零空间 N(A)N(A) 与列空间 R(A)R(A) 分别住在哪个空间里?
  5. 过渡矩阵 AA 满足「新基 = 旧基 × AA」,那么旧坐标与新坐标哪个乘以 AA?
  6. 复内积为什么必须用共轭转置,而不能只用转置?
  7. 向量的「长度」由什么决定?同一个向量换一个内积,长度会变吗?
  8. 「V=W1+W2V=W_1+W_2」与「V=W1∔W2V=W_1\dotplus W_2」差别在哪里?
本章内容预诊自查

7–14 题的答案散落在正文各处。快速定位:

若 7–14 全部能答:说明你已具备本章的先修直觉,可以直接进入正文,跳过对应章节的铺垫。

三、评分标准与入口

先数一数第一部分的答对题数(每题说清理由才算对),再看第二部分能打几个 ✓。

第一部分第二部分建议入口
6 题全对8 个 ✓直接从 1.3 开始。1.1 / 1.2 对你只是术语统一,通读目录即可;重点放在过渡矩阵、维数公式、Gram–Schmidt 与直和投影。
4–5 题对4–7 个 ✓按正常顺序通读。先扫一遍先修工具箱补齐缺口,再从 1.1 进入。
≤3 题对≤3 个 ✓先补先修,再进正文。完整读完先修工具箱,并做本科线性代数中「行列式、矩阵的秩、线性方程组」三节的习题,然后回到 1.1。
三条阅读路径

按时间预算选一条即可:快速预习约 25 分钟 / 标准通读约 90 分钟 / 刷题检验。本页只负责「诊断 → 入口」:上表按得分给出起点,路线按时间预算自行选择。

一个提醒

本教程不假设你熟悉「群」「域」这类近世代数名词(定义 1.1.4 旁的边注已就地解释「加群」)。若你在第 7 题上卡住,那不是先修缺口,而是本章第 1.1.3 小节要讲的内容——直接往下读即可。