基本代数 Basic Algebra
“代数”的由来

“代数”的由来
“用字母表示数”是代数的基础、初等代数主要以引进符号和未知数为特征,它的基本内容是解方程、
“代数”〔algebra〕一词最初来源于公元9世纪阿拉伯数学家、天文学家阿尔·花拉子米〔al-Khowārizmī,约78-850〕一本著作的名称、公元820年前后,阿尔·花拉子米写了一本名为《Kitabal-jabrw’al-muqabala》的书,书中讨论的内容主要是初等代数及各种实用算术问题、阿尔·花拉子米认为,他在这本小小的著作里所选的材料是数学中最容易和最有用处的,同时也是人们在处理日常事务中所经常需要的、
该书于1183年被译成拉丁文传入欧洲,在翻译中把“al-jabr”译为拉丁文“aljebra”,拉丁文“aljebra”一词后来被许多国家采用,英文译作“algebra”
1859年,我国数学家李善兰首次把“algebra”译成“代数”、后来清代学者华蘅芳和英国人傅兰雅合译英国瓦里斯的《代数学》,卷首有“代数之法,无论何数,皆可以任何记号代之”,说明了所谓“代数”,就是用符号来代表数的一种方法、。
常用线性代数程序库简单介绍

BLAS(Basic Linear Algebra Subprograms 基础线性代数程序集)是一个应用程序接口(API)标准,用以规范发布基础线性代数操作的数值库(如矢量或矩阵乘法)。
该程序集最初发布于1979年,并用于建立更大的数值程序包(如LAPACK)。
在高性能计算领域,BLAS被广泛使用。
例如,LINPACK的运算成绩则很大程度上取决于BLAS中子程序DGEMM的表现。
为提高性能,各硬件厂商(如Intel)则针对其硬件对BLAS接口实现进行高度优化。
BLAS按照功能被分为三个级别:Level 1:矢量-矢量运算Level 2:矩阵-矢量运算Level 3:矩阵-矩阵运算实现Parallel Basic Linear Algebra Subprograms (PBLAS) is an implementation of Level 2 and3 BLAS intended for distributed memory architectures. It provides a computational backbonefor ScaLAPACK, a parallel implementation of LAPACK. It depends on Level 1 sequential BLAS operations for local computation and BLACS for communication between nodes.PLAPACK (Parallel Linear Algebra Package) is an infrastructure for coding parallel linear algebra algorithms at a high level of abstraction.The ScaLAPACK (or Scalable LAPACK) library includes a subset of LAPACK routines redesigned for distributed memory MIMD parallel computers. It is currently written in a Single-Program-Multiple-Data style using explicit message passing for interprocessor communication. It assumes matrices are laid out in a two-dimensional block cyclic decomposition.ScaLAPACK is designed for heterogeneous computing and is portable on any computer that supports MPI or PVM.ScaLAPACK depends on PBLAS operations in the same way LAPACK depends on BLAS.。
Basic Linear Algebra

Scalar Multiplication Multiplication of a vector by a scalar number is given by the formula: av = (avi), multiplying each component of v = (vi) by the scalar a. This represents scaling the size of a vector by a magnification factor of a. So, for example, 2v is twice the size of v, and v/2 is half. Scalar multiplication has the properties: • • • a(bv) = (ab)v (a + b )v = a v + b v a(v + w) = av + aw [Scalar Association] [Scalar Distribution] [Vector Distribution]
v+w
w
v
One can also add a vector v = (vi) and a point P = (pi) by adding their coordinates to get another point Q = P + v = (pi + vi). The resulting point Q is the displacement, or translation, of the point P in the direction and by the magnitude of the vector v = P − Q as shown by:
词源趣谈:algebra(代数)

词源趣谈:algebra(代数)公元820年,波斯著名数学家、被称为“代数之父”的阿尔·花刺子模用阿拉伯语发表了一部数学专著《al-mukhtasar fihisab al-jabr wa al-muqabala》(the compendium on calculation by restoring and balancing,还原和对消运算概要)。
这本书首次阐述了解一次和二次方程的基本方法,明确提出了代数学中的一些基本概念,奠定了代数学的基础,把代数学发展成为一门与几何学相提并论的独立学科。
这部专著书名中的al jebr一词,在阿拉伯语中表示“断开部分的重新连接”,在医学领域表示“断骨的重新连接”,其中的al是定冠词,相当于英语中的the。
花刺子模用这个词语来表示代数学中的“还原”,是代数计算的两项基本操作之一。
al jebr一词进入拉丁语后,变成了algebra,后来又进入了英语,被用来表示代数学。
这位数学家的全名是Abu Jafar Muhammad ibn Msa al-Khwarizmi,意思是“穆罕默德,Jafar的父亲,穆萨的儿子,来自花剌子模”。
末尾的al-Khwarizmi表示“花剌子模”,是古代中亚地区的一个古地名。
这个名称在拉丁语中被翻译为algorismus,进入英语后变为algorism,原本表示“阿拉伯数字系统”,也就是所谓的“十进位计数法”。
后来,人们把这个单词和希腊语单词arithmos (数字)混杂起来,创造出新的单词algorithm,用来表示“来自阿拉伯语的计算系统”。
现在algorithm可以表示任何一种计算方法,在计算机和信息科学领域是一个专业术语,表示“算法”。
algebra:['ældʒɪbrə] n.代数学algorithm:['ælgə'rɪðəm]n.算法algorism:['ælgə,rɪzəm]n.阿拉伯数字系统;十进位计数法钱博士英语电子书:1.《读神话故事学英语单词》,含181则神话故事,8万多字,160多页2.《英语单词的秘密》,含80篇文章,7万字,280页3.《这些单词都是怎么来的》,含900多条词源介绍,近20万字,300多页4.《英语词源故事集锦》,含700多则词源故事,近24万字,330多页5.《英语习语典故集锦》,含530多条习语典故,16万多字,240多页6.《400个常见英语词根详解》,含405个词根,4000多单词,11万字,200多页7.《循序渐进学词根》,含780个词根,10000多单词,24万字,500页8.《英语词根终极解密》,含600多个词根,5800多个单词,33万字,750页9.《巧记英语中考词汇》,覆盖1600多个单词,7万字,160页10.《巧记英语高考词汇》,覆盖3641个英语单词,16万字,350页11.《巧记英语四级词汇》,覆盖5100个英语单词,22万字,480页12.《词根词缀法巧记考研英语词汇-学生用书》,覆盖5100个单词,31万字,714页13.《词根词缀法相关理论概述》,78页。
美国数学参考书目

美国数学本科生、研究生基础课程参考书目在网上找书的时候恰好看到这个,看着觉得的确是经典书目大全,贴在这里供学弟学妹们参考:)其中所谓第几学年云云,各校要求不同,像我所在的学校,一般学生第一年选三到四门基础课(代数、分析、几何三大类中至少各挑一门),学年末进行qualifying笔试。
第二年开始选自己喜爱方向的高级课程,并通过qualifying口试。
第三年开始做research,并通过第二语言考试(法语或德语或俄语,一般人都选法语,因为代数几何经典大作都是法语的). 而Princeton 就没有基础课,只有seminar类型的课。
第一学年几何与拓扑:1、James R. Munkres, Topology:较新的拓扑学的教材适用于本科高年级或研究生一级;2、Basic Topology by Armstrong:本科生拓扑学教材;3、Kelley, General Topology:一般拓扑学的经典教材,不过观点较老;4、Willard, General Topology:一般拓扑学新的经典教材;5、Glen Bredon, Topology and geometry:研究生一年级的拓扑、几何教材;6、Introduction to Topological Manifolds by John M. Lee:研究生一年级的拓扑、几何教材,是一本新书;7、from calculus to cohomology by Madsen:很好的本科生代数拓扑、微分流形教材。
代数:1、Abstract Algebra Dummit:最好的本科代数学参考书,标准的研究生一年级代数材;2、Algebra Lang:标准的研究生一、二年级代数教材,难度很高,适合作参考书;3、Algebra Hungerford:标准的研究生一年级代数教材,适合作参考书;4、Algebra M,Artin:标准的本科生代数教材;5、Advanced Modern Algebra by Rotman:较新的研究生代数教材,很全面;6、Algebra:a graduate course by Isaacs:较新的研究生代数教材;7、Basic algebra Vol I&II by Jacobson:经典的代数学全面参考书,适合研究生参考。
第1章近世代数基本概念汇总

引言 近世代数理论的两个来源
有理运算以及开方的方法求出它的所有根,什么条件之下不能 求根。 最终解决这一问题的是法国年青数学家Galois(1811-
1832),Galois引入了扩域以及群的概念,并采用了一种全新 的理论方法发现了高次代数方程可解的法则。在Galois之后群 与域的理论逐渐成为现代化数学研究的重要领域,这是近世代 数产生的一个最重要的来源。
An到D的一个n元映射。 一的d D,则称 是A1 A2
d叫做(a1 , a2 ,
an )在之下的象; (a1, a2 ,
an ) d (a1, a2 ,
an )叫做d 在下
an )
的一个逆象(原象). 用符号表示:
: (a1, a2 ,
2018/10/13
§2 映射
A1 , A2 ,, An 的并和交分别记为:
n i 1
Ai A1
n
A2
n
An ,
i 1
Ai A1
A2
An .
x x
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i 1 n i 1
Ai Ai , x Ai . Ai Ai , x Ai .
§1 集合
集合的差运算: A B {x | x A但x B} 即A-B是由一切属于A但不属于B 的元素所组成。
则 不是一个A B到D的映射.
例5 设A=D=R. 定义
: a a, 若是 a 1
1 b, 这里 b2 1 则不是一个A到D的映射.
§2 映射
映射定义要注意以下几点:
1) 集合 A 1, A 2,
2) A1 , A2 ,
, An , D 可以相同;
Strongart数学笔记:C星代数的表示论与单、本原和素C星代数

谈谈C*-代数的表示论下面我们来谈谈C*-代数的表示论,先从有限群表示论开始介绍。
就最初级的讲法而言,有限群G的(有限)表示就是指它到矩阵群的一个同态f:G→M_n(k). 我们可以把矩阵群M_n(k)视为n维线性空间V到V上的线性映射,这样就相当于G→(V→V),它又可以等价于(G→V)→V,这就得到了群表示论中的G-模观点。
实际上,只要把G视为被表示对象,V视为表示空间,那么一般的表示论都有这样的类似结构,称为表示论的基本等价关系。
就这里C*-代数的情形而言,被表示对象就是C*-代数A,表示空间是Hilbert 空间H,C*-代数A的表示是指同态f:A→B(H)(这里的同态实际上是指*同态,表示实际上是指*表示,对于C*-代数而言,*结构一般总是被默认的).由这个基本等价关系出发,我们可以得到C*-代数的两种单射表示。
一是忠实表示,它是指表示同态f:A→B(H)是单射;二是非退化表示,它是指A在B(H)上的作用是单射,即若f(a)h=0对任何h∈H成立,则a=0.下面讨论C*-代数表示的性质,首先它一定是收缩的,即‖f(a)‖≤‖a‖对任何a∈A均成立。
假若这个表示是忠实的,那么我们还可以取等号,也就是说f就是一个等距嵌入。
这样为了把C*-代数A嵌入Hilbert 空间H上的算子代数B(H)内,只要证明它有忠实表示就可以了,为此我们要先介绍一个GNS结构。
所谓GNS结构,主要由C*-代数上的一个态可以生成一个对应的表示。
具体来说,就是给定一个C*-代数A上的一个态(或非零正泛函)f,我们可以得到一个呗对应的表示三元组(π,H,ξ),满足条件1)f(a)=<π(a)ξ,ξ>, 对任何a∈A2)π(A)ξ在H内稠密实际上,我们可以令L={a∈A;f(a*a)=0},借助f在A/L上定义内积:<x+L.y+L>==f(y*x)把H就取为A/L对此内积的完备化。
表示π而由左乘算子直接诱导,同时向量ξ就是A的逼近单位在H上像的极限,其存在性由完备化直接保证。
数学与应用数学专业专业代码070101培养方案-数学科学学院

数学与应用数学专业(专业代码070101)培养方案
一、培养目标:本专业培养掌握数学科学的基本理论、基础知识与基本方法,能够运用数学知识和使用计算机解决某些实际数学问题,具备在中学进行数学教学的教师、教学研究人员及其他教育工作者。
二、培养规格和要求:本专业学生主要学习数学和应用数学的基本理论和方法,受到严格的数学思维训练,掌握计算机的基本原理和运用手段,并通过教育理论课程和教学实践环节,形成良好的教师素养,培养从事数学教学的基本能力和数学教育研究、数学科学研究、数学实际应用等基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1、具有扎实的数学基础,初步掌握数学科学的基本思想方法,其中包括数学建模、数学计算、解决实际问题等基本能力。
2、有良好的使用计算机能力,掌握常用的数学教学软件和计算机多媒体技术。
3、熟悉中学数学,具备良好的教师职业素养和从事数学教学的基本能力。
4、较强的语言表达能力和班级管理能力。
5、具有较强的自学能力、创新意识和较好的综合素质。
三、主干学科:数学
四、主要课程:数学分析、高等代数、解析几何、近世代数、复变函数、常微分方程、概率论与数理统计、高等几何、初等数学研究、计算方法、数学教学论。
五、学制及授予学位:四年,理学学士。
六、毕业最低学分:160
教学时间总体安排表
数学与应用数学专业单位:周
实践性教学环节安排表
数学与应用数学专业课程设置及学分(学时)分配表数学与应用数学专业
数学与应用数学专业课程设置及学分(学时)分配表数学与应用数学专业
数学与应用数学专业课程设置及学分(学时)分配表数学与应用数学专业。
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Prerequisites
Before starting this Section you should . . .
"
Learning Outcomes
On completion you should be able to . . .
2
• be able to add, subtract, multiply and divide fractions
When more than two numbers are to be added, as in 4 + 8 + 9, it makes no difference whether we add the 4 and 8 first to get 12 + 9, or whether we add the 8 and 9 first to get 4 + 17. Whichever way we work we will obtain the same result, 21. Addition is said to be associative. This second property is called associativity.
• be able to express fractions in equivalent forms
!
• recognise and use a wide range of common mathematical symbols and notations
HELM (2008): Workbook 1: Basic Algebra
Contents
1
Basic Algebra
1.1 Mathematical Notation and Symbols
2
1.2 Indices
21
1.3 Simplification and Factorisation
40
1.4 Arithmetic of Algebraic Fractions
62
1.5 Formulae and Transposition
78
Learning outcomes
In this Workbook you will learn about some of the basic building blocks of mathematics. As well as becoming familiar with the notation and symbols used in mathematics you will learn the fundamental rules of algebra upon which much of mathematics is based. In particular you will learn about indices and how to simplify algebraic expressions, using a variety of approaches: collecting like terms, removing brackets and factorisation. Finally, you will learn how to transpose formulae.
The line extends indefinitely both to the left and to the right. Mathematically we say that the line extends from minus infinity to plus infinity. The symbol for infinity is ∞.
Mathematical Notation
and Symbols
1.1
Introduction
This introductory Section reminds you of important notations and conventions used throughout engineering mathematics. We discuss the arithmetic of numbers, the plus or minus sign, ±, the modulus notation | |, and the factorial notation !. We examine the order in which arithmetical operations are carried out. Symbols are introduced to represent physical quantities in formulae and equations. The topic of algebra deals with the manipulation of these symbols. The Section closes with an introduction to algebraic conventions. In what follows a working knowledge of the addition, subtraction, multiplication and division of numerical fractions is essential.
Sometimes we are interested in only a small section, or interval, of the real line. We write [1, 3] to denote all the real numbers between 1 and 3 inclusive, that is 1 and 3 are included in the interval. Therefore the interval [1, 3] consists of all real numbers x, such that 1 ≤ x ≤ 3. The square brackets, [, ] mean that the end-points are included in the interval and such an interval is said to be closed. We write (1, 3) to represent all real numbers between 1 and 3, but not including the end-points. Thus (1, 3) means all real numbers x such that 1 < x < 3, and such an interval is said to be open. An interval may be closed at one end and open at the other. For example, (1, 3] consists of all numbers x such that 1 < x ≤ 3. Intervals be represented on a number line. A closed end-point is denoted by •; an open end-point is denoted by ◦. The intervals (−6, −4), [−1, 2] and (3, 4] are illustrated in Figure 2.
−
3 2
2.5 π
−5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Figure 1: Numbers can be represented on a number line
The symbol > means ‘greater than’; for example 6 > 4. Given any number, all numbers to the right of it on the number line are greater than the given number. The symbol < means ‘less than’; for example −3 < 19. We also use the symbols ≥ meaning ‘greater than or equal to’ and ≤ meaning ‘less than or equal to’. For example, 7 ≤ 10 and 7 ≤ 7 are both true statements.
The number line
A useful way of picturing numbers is to use a number line. Figure 1 shows part of this line. Positive numbers are represented on the right-hand side of this line, negative numbers on the left-hand side. Any whole or fractional number can be represented by a point on this line which is also called the real number line, or simply the real line. Study Figure 1 and note that a minus sign is always used to indicate that a number is negative, whereas the use of a plus sign is optional when describing positive numbers.
−6 −5 −4 −3 −2 −1 0 1 2 3 4 5 6 7 Figure 2: The intervals (−6, −4), [−1, 2] and (3, 4] depicted on the real line