n阶行列式第一课的教学探讨

来源 :青苹果·高二版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:moxiaomi521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  《线性代数》是理工科大学学生的一门必修基础数学课程,生产实际和科学研究中有许多问题可以归结为线性方程组,行列式正是对线性方程组的研究中建立起来的。行列式的计算是线性代数中的重点难点,特别是n阶行列式的计算,学生在学习过程中,普遍存在很多困难,难于掌握。因而对于初学线性代数的同学来说,行列式的第一课尤为重要,既要让学生较容易的掌握行列式的基本概念,还要激发学生进一步学习行列式强烈愿望。本文就行列式的第一课做了一些结构性的教学探索。
  n阶行列式的计算是线性代数中的一个重要问题,也是一个很复杂的问题,其技巧性很强.理论上任何一个n阶行列式都可以按定义计算,但是当n较大时,直接按定义计算而不借助于计算机几乎是不可能的.因此,探寻n阶行列式的计算方法是十分必要的.
  《线性代数》第一课一般安排的教学任务是一些基本的概念,比如排列,标准排列,逆序数,排列的奇偶性,对换,在此基础上引入二、三阶行列式的概念及其计算方法,这些概念学生也容易理解,但是由于学生还不了解二、三阶行列式的运用领域,这个时候学生只是被动接受二、三阶行列式的计算方法,也不能调动学生学习《线性代数》新知识的积极性和兴趣。
  为引起学生的注意力和探索新知识的积极性,《线性代数》第一课可以做一些结构性的调整。首先导入一个没有难度系数的二元一次方程组,和学生们一起运用熟知的加减消元法很快地求得方程组的解为,再引出二元一次方程组的一般形式,这里的x1,x2是未知数,a11,a12,a21,a22,b1,b2,均为常数,当a11a22-a12a21≠0时,同样运用加减消元法容易得到方程组的解为,很显然这可以作为二元一次方程组的一般形式在a11a22-a12a21≠0時的求解公式,其形式复杂,难于识记。
  这时我们把二元一次方程组一般形式的未知数的系数a11,a12,a21,a22,按规律写成数表,并记D==a11a22-a12a21≠0,也就是引入一种新的运算法则(这个法则有些学生在初中见过),数表中的4个元素是有二元一次方程组的一般形式未知数的系数构成的二行二列矩形数表,把这个二行二列矩形数表就定义为二阶行列式,它的值就按D==a11a22-a12a21计算,即把左上角到右下角称为主对角线,把右上角到左下角称为副对角线,二阶行列式的值就等于主对角线两个元素的积减去副对角线两个元素的积,这就是二阶行列式运算的对角线法则。
  如果把b1,b2同样看做一列去替换D=中的第一列可得D1==b1a22-a12b2,把b1,b2同样看做一列去替换D=中的第二列可得D2==a11b2-b1a21,因而二元一次方程组的一般形式的解就可以简单地表示为x1=,x2=,容易识记,但运算量并未减少,体现不出这个公式的优势。这时提出解三元一次方程组能否运用这种思想方法呢?启发学生思考。
  如果把这个三元一次方程组未知数的系数共9个元素排成的三行三列的形如D=的数表定义为三阶行列式,它的值也按照对角线法则计算,D==a11a22a33+a13a21a32+a12a23a31-a11a23a32-a13a22a31-a12a21a33
  其中主对角线上3个元素的积取正号,副对角线上3个元素的积取负号(提示学生符号还有其它方法来确定,为后面讲述逆序数等概念做铺垫),且3个元素都取自不同行不同列,再将b1,b2,b3作为一列替换D中第一列得到D1=,替换D中第二列得D2=,替换D中第三列得D3=,当D≠0时,可得这个三元一次方程组的解:x1=,x2=,x3=,其正确性可由来验证,运算量顯然增加了,尤其是对角线法则不能适用16个元素排成的四行四列的四阶行列式D=及n2个元素排成的n行n列的n阶行列D=式的计算,而前面推导二元线性方程组、三元线性方程组解的公式形式却可以类比运用到四元线性方程组及n元线性方程组。
  此时直接引出定理Cramer法则:设有线性方程组
  (1)
  如果(1)系数行列式D不等于零,即D=≠0,那么,方程组(1)有唯一解:x1=,x2=,x3=。
  由定理Cramer法则让学生们确信运用行列式解n元线性方程组是一个行之有效的法则,到这里学生们明白了学习行列式的意义,因为只要能计算n阶行列式D的值,就可以求解n元线性方程组,从而能激发学生们学习n阶行列式D计算的浓厚兴趣。这个时候回过来讲解诸如排列,标准排列,逆序数,排列的奇偶性,对换等一系列基本概念,学生们表现更期盼学习下一节行列式的性质与计算,变被动学习为主动学习。
  (作者单位:南昌工学院 民族教育学院)
其他文献
所有物理老师都知道,学习物理的基本方法是观察和实验。而学生学会观察和实验都是从老师的演示实验开始的。因为,教师的演示实验对教学来说是非常重要的,它能化抽象为具体,较为直观地反映理论,其效果用语言难以表达的。而物理教师要想做好演示实验,必须做到七要:  1 课前准备要充分  演示实验作为一种教学手段,是教师备课的重要内容,教师要认真研究和准备。有的教师就是没有重视课前演示实验的准备工作,结果造成演示
期刊
当今社会上个人主义的泛滥、工具理性的膨胀、人文价值的丧失、生活意义的迷茫也侵蚀到我们的中学校园,许多中学生陷入生命的“非常态”之中。该文力图查找中学生生命“非常
随着我国经济的发展和科技的日益进步,对档案管理工作提出了新的要求.事业单位作为我国机关单位的重要组成部分,其档案管理的细致化与精细化,更加具有其特定的意义.因此,事业
案例一:每天涂色到凌晨,得耳石症了 大学生玲玲近来痴迷于《秘密花园》,闲暇时间都用来伏案涂色。周末晚上,次日不用早起上课的她连续几个小时趴在桌前涂色,直到凌晨才恋恋不舍地上床休息。第二天起床时头晕难耐,呕吐不止,整个人感觉天旋地转,去医院就诊发现,她得了“耳石症”。  案例二:高龄产妇和女儿玩涂色,眼前模糊了 38岁的阿珍快要生二胎了,因为迈入高龄孕妇的行列中,怀孕期间她的心理压力一直比较大。为了
传统产业改造的信息化研究视角忽视消费需求侧机制且关注面较窄,当前信息消费实务中又存在弱化传统产业与企业影响的倾向,因而有必要从整合角度重新审视信息消费、信息化与传
[摘 要] 宿州灵璧处于安徽北部,由于其特殊的地理位置和气候特征,每逢汛期便成为强对流天气的多发地,且往往爆发的强对流天气强度强,种类多,如龙卷、冰雹、雷电、大风、短时强降水等都时有出现。本文从汛期天气气候概括、预报服务总体情况、重大天气过程预报服务等方面对灵璧县2014年5~9月预报服务工作进行回顾总结,对县局预报工作有了更加深刻的体会。  [关键词] 汛期 预报服务 回顾 体会  [中图分类号
写作是运用语言文字进行书面表达和交流的重要方式,是认识世界、认识自我、进行创造性表达的过程。鼓励学生自由地表达、有个性地表达、有创意地表达,尽可能减少对写作的束缚,为学生提供广阔的写作空间。在写作教学中,教师应鼓励学生积极参与生活,体验人生,关注社会热点,激发写作欲望。力求提高学生的写作素养。  作文教学应引导学生观察生活、感受生活、思考生活,并随时记录自己的所见所闻,表达自己的真情实感,提高学生
期刊
本文通过对荣华二采区10
期刊
目的 探讨常温心肺转流(CPB)不停跳二尖瓣置换术对肾功能的影响.方法 60例二尖瓣置换术患者随机均分为不停跳组(A组)和停跳组(B组),分别于转机前(T0)、转机15 min(T1)、停机
福建莆田的林阿妹平时身体很好,几天前因为感冒,自行连续服用感冒药,出现水肿、少尿、胸闷、恶心的症状,到医院就诊,被诊断为急性肾功能衰竭.rn肾脏在人体生命活动中担负着十