考研数学：线代知识框架

考研数学：线代知识框架[摘要]不仅专业课需要知识框架，数学也是如此。

一个优秀而全面的知识框架有助于厘清整体的解题思路。

下面分享的是凯程考研老师精心整理的线代知识点框架。

在之前研究线性方程组的解的过程当中，注意到矩阵及其秩有着重要的地位和应用，故还有必要对矩阵及其运算进行专门探讨。

矩阵的加法和数乘，与向量的运算类同。

矩阵的另外一个重要应用：线性变换(最典型例子是旋转变换)。

即可以把一个矩阵看作是一种线性变换在数学上的表述。

矩阵的乘法，反映的是线性变换的叠加。

如矩阵A对应的是旋转一个角度a，矩阵B 对应的是旋转一个角度b，则矩阵AB对应的是旋转一个角度a+b。

矩阵乘法的特点：若C=AB，则C的第i行、第j列的元素是A的第i行与B的第j列的元素对应乘积之和;A的列数要和B的行数相同;C的行数是A的行数，列数是B的列数。

需要主义的是矩阵乘法不满足交换律，满足结合律。

利用矩阵乘积的写法，线性方程组可更简单的表示为：Ax=b。

对于C=AB，还可作如下分析：将左边的矩阵A写成列向量组的形式，即意味着C的列向量组能由A的列向量组表示，从而推知C的列秩小于等于A的列秩;将右边的矩阵B 写成行向量组的形式，即意味着C的行向量组能由B的行向量组表示，从而推知C的行秩小于等于B的行秩，再考虑到矩阵的行秩等于列秩等于矩阵的秩，最终可得到结论，C的秩小于等于A的秩，也小于等于B的秩，即矩阵乘积的秩总不超过任一个因子的秩。

关于矩阵乘积的另外一个重要结论：矩阵乘积的行列式等于各因子的行列式的乘积。

一些特殊的矩阵：单位阵、对角阵、初等矩阵。

尤其要注意，初等矩阵是单位阵经过一次初等变换得到的矩阵。

每一个初等矩阵对应一个初等变换，因为左乘的形式为PA(P为初等矩阵)，将A写成行向量组的形式，PA意味着对A做了一次初等行变换;同理，AP意味着对A做了一次初等列变换，故左乘对应行变换，右乘对应列变换。

若AB=E，则称A为可逆矩阵，B是A的逆阵，同样，这时的B也是可逆矩阵，注意可逆矩阵一定是方阵。

第一种求逆阵的方法：伴随阵。

这种方法的理论依据是行列式的按行(列)展开。

矩阵可逆，行列式不为零，行(列)向量组线性无关，满秩，要注意这些结论之间的充分必要性。

单位阵和初等矩阵都是可逆的。

若矩阵可逆，则一定可以通过初等变换化为单位阵，这是不难理解的，因为初等矩阵满秩，故最后化成的阶梯型(最简形)中非零行数目等于行数，主元数目等于列数，这即是单位阵。

进一步，既然可逆矩阵可以通过初等变换化为单位阵，而初等变换对应的是初等矩阵，即意味着：可逆矩阵可以通过左(右)乘一系列初等矩阵化为单位阵，换言之可逆矩阵可看作是一系列初等矩阵的乘积，因为单位阵在乘积中可略去。

可逆矩阵作为因子不会改变被乘(无论左乘右乘)的矩阵的秩。

由于可逆矩阵可以看作是一系列初等矩阵的乘积，可以想象，同样的这一系列初等矩阵作用在单位阵上，结果是将这个单位阵变为原来矩阵的逆阵，由此引出求逆阵的第二种方法：初等变换。

需要注意的是这个过程中不能混用行列变换，且同样是左乘对应行变换，右乘对应列变换。

矩阵分块，即可把矩阵中的某些行和列的元素看作一个整体，对这些被看作是整体的对象构成的新的矩阵，运算法则仍然适用。

将矩阵看成一些列行向量组或列向量组的形式，实际也就是一种最常见的对矩阵进行分块的方式。

[摘要]不仅专业课需要知识框架，数学也是如此。

一个优秀而全面的知识框架有助于厘清整体的解题思路。

下面分享的是凯程考研老师精心整理的线代知识点框架。

在利用高斯消元法求解线性方程组的过程中，涉及到一种重要的运算，即把某一行的倍数加到另一行上，也就是说，为了研究从线性方程组的系数和常数项判断它有没有解，有多少解的问题，需要定义这样的运算，这提示我们可以把问题转为直接研究这种对n元有序数组的数量乘法和加法运算。

数域上的n元有序数组称为n维向量。

设向量a=(a1,a2,...,an)，称ai是a的第i个分量。

n元有序数组写成一行，称为行向量，同时它也可以写为一列，称为列向量。

要注意的是，行向量和列向量没有本质区别，只是元素的写法不同。

矩阵与向量通过行向量组和列向量组相联系。

对给定的向量组，可以定义它的一个线性组合。

线性表出定义的是一个向量和另外一组向量之间的相互关系。

利用矩阵的列向量组，我们可以把一个线性方程组有没有解的问题转化为一个向量能否由另外一组向量线性表出的问题。

同时要注意这个结论的双向作用。

从简单例子(如几何空间中的三个向量)可以看到，如果一个向量a1能由另外两个向量a2、a3线性表出，则这三个向量共面，反之则不共面。

为了研究向量个数更多时的类似情况，我们把上述两种对向量组的描述进行推广，便可得到线性相关和线性无关的定义。

通过一些简单例子体会线性相关和线性无关(零向量一定线性无关、单个非零向量线性无关、单位向量组线性无关等等)。

从多个角度(线性组合角度、线性表出角度、齐次线性方程组角度)体会线性相关和线性无关的本质。

部分组线性相关，整个向量组线性相关。

向量组线性无关，延伸组线性无关。

回到线性方程组的解的问题，即一个向量b在什么情况下能由另一个向量组a1,a2,...,an 线性表出?如果这个向量组本身是线性无关的，可通过分析立即得到答案：b,a1,a2,...,an线性相关。

如果这个向量组本身是线性相关的，则需进一步探讨。

任意一个向量组，都可以通过依次减少这个向量组中向量的个数找到它的一个部分组，这个部分组的特点是：本身线性无关，从向量组的其余向量中任取一个进去，得到的新的向量组都线性相关，我们把这种部分组称作一个向量组的极大线性无关组。

如果一个向量组A中的每个向量都能被另一个向量组B线性表出，则称A能被B线性表出。

如果A和B能互相线性表出，称A和B等价。

一个向量组可能又不止一个极大线性无关组，但可以确定的是，向量组和它的极大线性无关组等价，同时由等价的传递性可知，任意两个极大线性无关组等价。

注意到一个重要事实：一个线性无关的向量组不能被个数比它更少的向量组线性表出。

这是不难理解的，例如不共面的三个向量(对应线性无关)的确不可能由平面内的两个向量组成的向量组线性表出。

一个向量组的任意两个极大线性无关组所含的向量个数相等，我们将这个数目r称为向量组的秩。

向量线性无关的充分必要条件是它的秩等于它所含向量的数目。

等价的向量组有相同的秩。

有了秩的概念以后，我们可以把线性相关的向量组用它的极大线性无关组来替换掉，从而得到线性方程组的有解的充分必要条件：若系数矩阵的列向量组的秩和增广矩阵的列向量组的秩相等，则有解，若不等，则无解。

向量组的秩是一个自然数，由这个自然数就可以判断向量组是线性相关还是线性无关，由此可见，秩是一个非常深刻而重要的概念，故有必要进一步研究向量组的秩的计算方法。

凯程教育：凯程考研成立于2005年，国内首家全日制集训机构考研，一直从事高端全日制辅导，由李海洋教授、张鑫教授、卢营教授、王洋教授、杨武金教授、张释然教授、索玉柱教授、方浩教授等一批高级考研教研队伍组成，为学员全程高质量授课、答疑、测试、督导、报考指导、方法指导、联系导师、复试等全方位的考研服务。

凯程考研的宗旨：让学习成为一种习惯；凯程考研的价值观口号：凯旋归来，前程万里；信念：让每个学员都有好最好的归宿；使命：完善全新的教育模式，做中国最专业的考研辅导机构；激情：永不言弃，乐观向上；敬业：以专业的态度做非凡的事业；服务：以学员的前途为已任，为学员提供高效、专业的服务，团队合作，为学员服务，为学员引路。

如何选择考研辅导班：在考研准备的过程中，会遇到不少困难，尤其对于跨专业考生的专业课来说，通过报辅导班来弥补自己复习的不足，可以大大提高复习效率，节省复习时间，大家可以通过以下几个方面来考察辅导班，或许能帮你找到适合你的辅导班。

师资力量：师资力量是考察辅导班的首要因素，考生可以针对辅导名师的辅导年限、辅导经验、历年辅导效果、学员评价等因素进行综合评价，询问往届学长然后选择。

判断师资力量关键在于综合实力，因为任何一门课程，都不是由一、两个教师包到底的，是一批教师配合的结果。

还要深入了解教师的学术背景、资料著述成就、辅导成就等。

凯程考研名师云集，李海洋、张鑫教授、方浩教授、卢营教授、孙浩教授等一大批名师在凯程授课。

而有的机构只是很普通的老师授课，对知识点把握和命题方向，欠缺火候。

对该专业有辅导历史：必须对该专业深刻理解，才能深入辅导学员考取该校。

在考研辅导班中，从来见过如此辉煌的成绩：凯程教育拿下2015五道口金融学院状元，考取五道口15人，清华经管金融硕士10人，人大金融硕士15个，中财和贸大金融硕士合计20人，北师大教育学7人，会计硕士保录班考取30人，翻译硕士接近20人，中传状元王园璐、郑家威都是来自凯程，法学方面，凯程在人大、北大、贸大、政法、武汉大学、公安大学等院校斩获多个法学和法硕状元，更多专业成绩请查看凯程网站。

在凯程官方网站的光荣榜，成功学员经验谈视频特别多，都是凯程战绩的最好证明。

对于如此高的成绩，凯程集训营班主任邢老师说，凯程如此优异的成绩，是与我们凯程严格的管理，全方位的辅导是分不开的，很多学生本科都不是名校，某些学生来自二本三本甚至不知名的院校，还有很多是工作了多年才回来考的，大多数是跨专业考研，他们的难度大，竞争激烈，没有严格的训练和同学们的刻苦学习，是很难达到优异的成绩。

最好的办法是直接和凯程老师详细沟通一下就清楚了。

建校历史：机构成立的历史也是一个参考因素，历史越久，积累的人脉资源更多。

例如，凯程教育已经成立10年（2005年），一直以来专注于考研，成功率一直遥遥领先，同学们有兴趣可以联系一下他们在线老师或者电话。

有没有实体学校校区：有些机构比较小，就是一个在写字楼里上课，自习，这种环境是不太好的，一个优秀的机构必须是在教学环境，大学校园这样环境。

凯程有自己的学习校区，有吃住学一体化教学环境，独立卫浴、空调、暖气齐全，这也是一个考研机构实力的体现。

此外，最好还要看一下他们的营业执照。