《高等代數(shù)2》課程教學(xué)大綱

《高等代數(shù)2》教學(xué)大綱課程名稱：高等代數(shù)（2）英文名稱：HigherAlgebra(2)課程編號(hào)：F094091551學(xué)分：5總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：80學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0+課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)0+其它實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程性質(zhì)：必修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院統(tǒng)計(jì)系基層教學(xué)組織適應(yīng)對(duì)象：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)課程簡(jiǎn)介高等代數(shù)（2）是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是使學(xué)生獲得數(shù)學(xué)的基本思想方法和二次型、線性空間、線性變換、歐氏空間等方面的系統(tǒng)知識(shí)。它一方面為后繼課程（如計(jì)算方法、微分方程、泛涵分析）提供一些所需的基礎(chǔ)理論和知識(shí)；另一方面還對(duì)提高學(xué)生的思維能力，開發(fā)學(xué)生智能、加強(qiáng)“三基”（基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本理論）及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造型能力等重要作用。通過本課程教學(xué)的主要環(huán)節(jié)（講授與討論，習(xí)題課，作業(yè)，輔導(dǎo)等），使學(xué)生對(duì)多項(xiàng)式理論、高等代數(shù)的“解析理論”與“幾何理論”及其思想方法有較深的認(rèn)識(shí)和理解，同時(shí)加強(qiáng)品德修養(yǎng)，增長(zhǎng)知識(shí)見識(shí)，植根愛國(guó)情懷，從而有助于學(xué)生正確理解高等代數(shù)的基本概念和論證方法及提高分析問題解決問題的能力。AdvancedAlgebra(2)isanimportantprofessionalbasiccourseinappliedstatistics,anditsmaintaskistoenablestudentstoacquirethebasicideasandmethodsofmathematicsandsystematicknowledgeofquadraticforms,linearspaces,lineartransformations,Euclideanspaces,etc.Ontheonehand,itprovidessomebasictheoriesandknowledgerequiredforsubsequentcourses(suchascomputationalmethods,differentialequations,andgeneralanalysis);Ontheotherhand,italsoplaysanimportantroleinimprovingstudents'thinkingability,developingstudents'intelligence,strengtheningthe"threebasics"(basicknowledge,basictheory,basictheory)andcultivatingstudents'creativeability.Throughthemainlinksofteachingofthiscourse(lectureanddiscussion,exercises,homework,tutoring,etc.),studentscanhaveadeeperknowledgeandunderstandingofpolynomialtheory,"analytictheory"and"geometrictheory"ofadvancedalgebraandtheirideologicalmethods,andatthesametimestrengthenmoralcultivation,increaseknowledgeandinsight,andtakerootinpatrioticfeelings,soastohelpstudentscorrectlyunderstandthebasicconceptsandargumentationmethodsofadvancedalgebraandimprovetheirabilitytoanalyzeandsolveproblems.課程目標(biāo)1．思政目標(biāo)：厚植愛國(guó)主義情懷，加強(qiáng)品德修養(yǎng)，增長(zhǎng)知識(shí)見識(shí)。2．知識(shí)目標(biāo)：作用熟練掌握二次型的矩陣表示，二次型的標(biāo)準(zhǔn)形，慣性定理等，熟練掌握實(shí)二次型的正定性的定義及判別法，掌握復(fù)二次型與實(shí)二次型的合同關(guān)系下的規(guī)范形。掌握線性空間的定義與性質(zhì)，熟練掌握向量的相關(guān)性的定義與判定法，子空間的交與和，子空間的直和及維數(shù)公式，理解線性空間的同構(gòu)。深入理解線性變換的定義，線性變換的運(yùn)算，熟練掌握線性變換的矩陣表示，線性變換的值域、核的概念與性質(zhì)，特征值與特征向量的定義與求法；掌握可對(duì)角化線性變換（矩陣）的基本刻畫，理解不變子空間，知道若當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形。3．能力目標(biāo)：深入理解歐幾里得空間的定義與基本性質(zhì)，知道歐幾里得空間的同構(gòu)；熟練掌握標(biāo)準(zhǔn)正交基的概念、性質(zhì)及施密特正交化方法；掌握正交變換與正交矩陣，對(duì)稱變換與對(duì)稱矩陣的概念及刻畫；理解子空間的正交關(guān)系、正交補(bǔ)的概念與性質(zhì)。Ideologicalandpoliticalgoals1:Ideologicalandpoliticalgoals:cultivatepatrioticfeelings,strengthenmoralcultivation,andincreaseknowledgeandinsight.Knowledgegoals2:Proficientinthematrixrepresentationofquadraticforms,thestandardformofquadraticforms,inertiatheorems,etc.,proficientinthedefinitionanddiscriminantmethodofpositivedeterminismofrealquadraticforms,andmasterthenormativeformsunderthecontractualrelationshipbetweencomplexquadraticformsandrealquadraticforms.Masterthedefinitionandpropertiesoflinearspace,masterthedefinitionanddeterminationmethodofvectorcorrelation,theintersectionandsumofsubspaces,thedirectsumanddimensionformulaofsubspace,andunderstandtheisomorphismoflinearspace.In-depthunderstandingofthedefinitionoflineartransformation,theoperationoflineartransformation,proficiencyinthematrixrepresentationoflineartransformation,theconceptandpropertiesofthevaluerangeandkerneloflineartransformation,thedefinitionandcalculationofeigenvaluesandeigenvectors;Masterthebasiccharacterizationofdiagonalizablelineartransformations(matrices),understandinvariantsubspaces,andknowhowtobeastandardform.Abilitygoals3:In-depthunderstandingofthedefinitionandbasicpropertiesofEuclideanspace,andknowingtheisomorphismofEuclideanspace;Proficientintheconcept,propertiesandSchmidtorthogonalizationmethodsofstandardorthogonalbases;Mastertheconceptsandcharacterizationoforthogonaltransformationsandorthogonalmatrices,symmetrictransformationsandsymmetricmatrices;Understandtheorthogonalrelationsofsubspaces,theconceptandpropertiesoforthogonalcomplements.課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：知識(shí)要求1.1具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，受到比較嚴(yán)格的科學(xué)思維訓(xùn)練。2畢業(yè)要求2：能力要求2.4具有理論聯(lián)系實(shí)際的能力和一定的創(chuàng)新能力，具備自主學(xué)習(xí)、知識(shí)更新和自我發(fā)展的能力。3畢業(yè)要求3：素質(zhì)要求3.1思想道德素質(zhì)。具有良好的政治思想素質(zhì)、道德品質(zhì)、法制意識(shí)、誠(chéng)信意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神；具有良好的心理素質(zhì)和積極的人生觀。1課程教學(xué)安排課程共有4項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1二次型12122線性空間加強(qiáng)品德修養(yǎng)22223線性變換植根愛國(guó)情懷26264歐幾里得空間增長(zhǎng)知識(shí)見識(shí)2020合計(jì)8080教學(xué)安排1.二次型教學(xué)要求：熟練掌握二次型的矩陣表示，二次型的標(biāo)準(zhǔn)形，慣性定理等，熟練掌握實(shí)二次型的正定性的定義及判別法，掌握復(fù)二次型與實(shí)二次型的合同關(guān)系下的規(guī)范形。教學(xué)內(nèi)容二次型及其矩陣表示；標(biāo)準(zhǔn)型；唯一性；正定二次型。。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：二次型及其矩陣表示；標(biāo)準(zhǔn)型；唯一性。2.線性空間教學(xué)要求：掌握線性空間的定義與性質(zhì)，熟練掌握向量的相關(guān)性的定義與判定法，子空間的交與和，子空間的直和及維數(shù)公式，理解線性空間的同構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容：線性空間的定義與簡(jiǎn)單性質(zhì)；基、維數(shù)與坐標(biāo)；基變換與坐標(biāo)變換；線性子空間；子空間的交與和；子空間的直和；線性空間的同構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：線性空間的定義；基變換與坐標(biāo)變換；線性子空間；子空間的交與和。3.線性變換教學(xué)要求：深入理解線性變換的定義，線性變換的運(yùn)算，熟練掌握線性變換的矩陣表示，線性變換的值域、核的概念與性質(zhì)，特征值與特征向量的定義與求法；掌握可對(duì)角化線性變換（矩陣）的基本刻畫，理解不變子空間，知道若當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形。教學(xué)內(nèi)容：線性變換的定義；線性變換的運(yùn)算；線性變換的矩陣；特征值與特征向量；對(duì)角矩陣；線性變換的值域與核；不變子空間。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：線性變換的定義；線性變換的運(yùn)算；線性變換的矩陣；特征值與特征向量。4.矩陣教學(xué)要求：深入理解歐幾里得空間的定義與基本性質(zhì)，知道歐幾里得空間的同構(gòu)；熟練掌握標(biāo)準(zhǔn)正交基的概念、性質(zhì)及施密特正交化方法；掌握正交變換與正交矩陣，對(duì)稱變換與對(duì)稱矩陣的概念及刻畫；理解子空間的正交關(guān)系、正交補(bǔ)的概念與性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容：定義與基本性質(zhì)；標(biāo)準(zhǔn)正交基；同構(gòu)；正交變換；子空間；實(shí)對(duì)稱矩陣的標(biāo)準(zhǔn)形。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：定義與基本性質(zhì)；標(biāo)準(zhǔn)正交基；同構(gòu)；正交變換；子空間。課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求無課程考核與評(píng)價(jià)表4：成績(jī)?cè)u(píng)定方式表考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)作業(yè)10根據(jù)全部作業(yè)的得分再按10%計(jì)入總成績(jī)。期中測(cè)試20主要考核二次型、線性空間；閉卷考試，以卷面成績(jī)的20%計(jì)入課程總成績(jī)。期末考試70主要考核二次型、線性空間、線性變換、歐幾里得空間；閉卷考試，以卷面成績(jī)的70%計(jì)入課程總成績(jī)。合計(jì)100課程學(xué)習(xí)資源教材：《高等代數(shù)與解析幾何》，同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系編，高等教育出版社，201