基本信息
文件名称:线性代数课程改造的理念与目标.ppt
文件大小:8.69 MB
总页数:57 页
更新时间:2025-08-29
总字数:约9.11千字
文档摘要

工作过程(2007)1。在总结2006胶印教材的基础上,编写了正式教材《工程线性代数(MATLAB版)》,2007.7由电子工业出版社正式出版。2。教材出版后,迅速作出课件;3。争取了分教指委的基金项目。4。继续在本科班进行试点,特别是为了检验教材的适用性。除正式安排了三个班试点外,在普通班也介绍这本书作为参考书。5。对试点学生的效果进行调查。第30页,共57页,星期日,2025年,2月5日用MATLAB的教材优越性何在根据两年的实践,我们在新书中又把其特点归纳为四个方面,即四个主要特点:1。基本概念都从几何图形引入,做到抽象与形象的结合;2。一切繁琐计算都有简明程序,推动笔算与机算的结合;3。大量实例诠释了课程的价值,实现理论与实践的结合;4。能与后续课的需要无缝衔接,体现课程的辐射效应。考虑到部分教师和学生工程基础不足,把与后续课有关的内容移到最后一章,可以选修。第31页,共57页,星期日,2025年,2月5日关于抽象与形象的结合①三元方程组解的几何意义(适定、超定与欠定);②两个向量的行列式是它们组成的平行四边形的面积;③三个向量的行列式是它们组成的平行六面体的体积;④二维、三维向量线性相关和线性无关的几何意义;⑤平面(二维)线性变换的几何特征及其意义;⑥二维特征值和特征向量的几何意义;⑦三元齐次方程基础解系的几何特征;⑧二元超定方程最小二乘解的几何表述;⑨二次型化为标准型的不同方法的几何解释第32页,共57页,星期日,2025年,2月5日关于笔算与机算的结合①矩阵的赋值和其加、减、乘、除(求逆)命令;②矩阵化为最简行阶梯型的计算命令;[U0,ip]=rref(A)③多元线性方程组MATLAB求解的几种方法;x=inv(A)*b,U=rref(A)④行列式的几种计算机求解方法;D=det(A),[L,U]=lu(A);D=prod(diag(L))⑤n个m维向量组的相关性及其秩的计算方法和命令;r=rank(A),U=rref(A)⑥求欠定线性方程组的基础解系及超定方程解的MATLAB命令;xb=null(A)⑦矩阵的特征方程、特征根和特征向量的计算命令;f=poly(A);[P,D]=eig(A)⑧化二次型为标准型的MATLAB命令;yTDy=xTAx;其中y=P-1x,第33页,共57页,星期日,2025年,2月5日关于实现理论与实践的结合①多项式插值系数的计算②平板稳态温度的计算③交通流量的分析④成本核算问题⑤图及其矩阵表述⑥网络的矩阵分割和连接⑦弹性梁的柔度矩阵⑧用行列式计算面积第34页,共57页,星期日,2025年,2月5日关于实现理论与实践的结合(续)⑨化学方程的配平⑩减肥配方的实现⑾刚体平面运动的计算和绘图⑿混凝土配料中的应用⒀圆锥截面二次型方程插值问题⒁人口迁徙模型⒂物料混合问题(用到微分方程)第35页,共57页,星期日,2025年,2月5日关于与后续课应用的衔接①用线性代数解直流电路举例②用线性代数解交流电路举例③用线性代数解线性系统中常微分方程的举例④用线性代数解线性系统中信号流图的举例⑤用线性代数求数字信号处理中的系统函数举例⑥用线性代数解静力学问题的举例⑦用线性代数解运动学问题的举例⑧用线性代数解机械测量学问题的举例⑨用线性代数解文献管理问题的举例⑩用线性代数解经济管理问题的举例第36页,共57页,星期日,2025年,2月5日学生的反映对三届试点班的民调都显示,学生都反对只教笔算,对试点中自己学会机算非常自豪。其主要好处:①。学以致用,有目的,有兴趣;②。建立空间概念,加强了理解;③。节省了算题时间,可以多看书和思考;④。会解任意高阶题目,对后续课很有用处。在全校理论统考对比中,试点班的成绩就远高于普通班,并没有发生学生因使用计算机而偷懒的问题;相反,却因提高了感性认识和学习兴趣而对理论理解更深了实践能力的差距就更大了。普通班只能笔算三阶以下简单的实数方程组,对试点教材中几十道应用题可望而不可及,而试点班却能用计算机快速解出这些高阶的复数乃至超定方程组的问题。这就实现了线性代数与后续课(力学、电路、信号与系统、信号处理、自动控制等课程)的无缝衔接,也给后续课的机算创造了条件。第37页,共57页,星期日,2025年,2月5日目前可供选择的有实践内容的教材1。陈怀琛,龚杰民:《线性代数实践及MATLAB入门》,2009年1月电子工业出版社,第二版,打实践补丁书,MATLAB和后续课应用讲得较深,适合于教师培训2.陈怀琛,高淑萍,杨威:《工程线性代数