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前言:读之前先对一遍账 ​

这一组文章从零开始讲线性代数,不假设你学过大学课程. 但"从零"不等于"什么都不需要"——下面把入口条件和记号约定一次说清,省得读到一半卡在奇怪的地方.

你需要的高中内容 ​

按人教A版(2019)的进度对一遍——每一章开头的"高中那点工具"都会指到具体小节,方便回头翻书:

教材内容这一组里对应
初中:二元一次方程组的消元第 1 章
必修二 6.2–6.3:向量的运算、平面向量基本定理及坐标表示第 2、4 章
选必一 1.1–1.4:空间向量、基本定理、坐标、应用第 2、3、6 章
选必一 2.3:两条直线的交点与距离公式第 1、4 章
选必一 3.1–3.3:椭圆、双曲线、抛物线第 8 章
选必二 4.2–4.3:等差、等比数列与递推第 7 章
选必二 5.1–5.3:导数的概念与应用第 8 章(只借语言)

不需要大学微积分、数学分析,也不需要任何大学线性代数;选必二的导数够用了. 唯一的隐性要求是愿意自己动手算——每一步都配了可以拖动的实验,但手算过的公式和只看过的是两回事.

会用到、但会现场补的 ​

  • 求和号 ∑\sum:第一次出现时会展开写,不熟也不影响.
  • 逻辑符号 ∀\forall(对任意)、  ⟹  \implies(推出):正文一律配中文解释.
  • 集合记号 {⋅}\{\cdot\}、∈\in、⊆\subseteq:同上.

符号约定 ​

全组统一,遇到新记号会先定义再使用.

向量:粗体小写,如 u,v,w\mathbf{u}, \mathbf{v}, \mathbf{w};基向量用 e1,e2\mathbf{e}_1, \mathbf{e}_2(标准基)或 b1,…,bn\mathbf{b}_1, \dots, \mathbf{b}_n(一般基);坐标写成列向量,分量是不带粗体的斜体,如 x,y,uix, y, u^i.

矩阵:大写字母 A,B,MA, B, M;元素 aija_{ij} 表示第 ii 行第 jj 列;单位矩阵记 II;转置记 ATA^{\mathsf{T}};行列式记 det⁡A\det A. 对角矩阵(非对角线元素全为零的方阵)记 diag⁡(d1,…,dn)\operatorname{diag}(d_1, \dots, d_n),其中 d1,…,dnd_1, \dots, d_n 依次摆在主对角线上. 例如 diag⁡(2,1)=[2001]\operatorname{diag}(2,1) = \begin{bmatrix} 2 & 0 \\ 0 & 1 \end{bmatrix}.

内积与投影:内积记 ⟨u,v⟩\langle \mathbf{u}, \mathbf{v} \rangle;标准内积在 Rn\mathbb{R}^n 上可以写成 xTy\mathbf{x}^{\mathsf{T}}\mathbf{y}(为什么能这样写,第 4 章给理由);投影记 proj⁡uv\operatorname{proj}_{\mathbf{u}}\mathbf{v}.

空间与集合:R\mathbb{R} 是实数,R2\mathbb{R}^2 是平面,Rn\mathbb{R}^n 是 nn 维坐标空间;张成记 span⁡{v1,…,vk}\operatorname{span}\{\mathbf{v}_1, \dots, \mathbf{v}_k\};维数记 dim⁡V\dim V.

标点:句号一律用半角英文句点——写 这样.,不写 这样。;其余标点(逗号、分号、冒号、问号)用全角. 这是全站的统一风格,公式内部的标点随 LaTeX 保持半角. 看到"哪里.这"连着写,不是排版事故.

怎么读 ​

  • 每章结构固定:动机 → 定义与例子 → 可拖动的实验 → 习题(答案折叠). 定义先于使用,证明能折叠就折叠——先看结论,需要时再展开.
  • 每章开头的"高中那点工具"会声明这一章要用到哪些已知内容;章节表里的"前置"标的是最小依赖,不是要求你把前面的全部学完.
  • 实验是动手环节,至少要拖一遍:这条线上的直觉基本都长在鼠标上.
  • 哪段读不懂,别硬盯定义——找两三个具体的数代进去,把式子手算一遍. 抽象概念几乎都能被一个 2×2 或 3×3 的例子拆开.