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3 这此题本该用矩阵求解,但现在的师生都只会 程及各点误差:它们是否钩成一个圆?求该拟合圆的 用低效初等的代人法、消去法来解。 方程(图2)。 在文献[2-6】中可以还找出类似的儿十个例 -11.3247月17%:+1213.1796y 子,比如三坐标测量仪的数据分析要用矩阵,测量 卫星轨道数据要解超定矩阵方程,頫谱分析要用 1024阶复数矩阵乘法,根据k点幅谱要求设计N 阶最佳滤波器遇到的是N阶超定方程:数值方法 课中N点的曲线拟合要解N一1阶超定方程;解偏 微分方程的有限元法要解儿十万阶的矩阵方程 “。可以说,凡是要用计算机解题的地方都要用矩 阵但后统课需要解的县高阶、复数的线性方程 组,而我们的线性代数课程没有教学生矩阵求解 的软件工具,包括数百万现在已是各行业骨干的 数师及工程师都没学过。矩降模型若不用软件 且,比效率还不加却等代数,而复杂此的,加图1中 ()五个空间点及合平面 的(d,十个小时也算不出来。图1 中的这些题目者 按矩阵模型用计算机算,几分钟就解出来了。这不 是在国际科学技术竞争中自甘落后吗? 说到底,工科机,电、控制专业所需要的数学,无 非是代数和微积分,代数问题比微积分还多。毕业的 学生遇到微积分还可以去查查书,找解答:碰到代数 问题就一筹莫展。代数题的特点是“紧”,“矩阵 软件”是针对这个特点的杀手铜。现在的线性代数 只教前一半,那就是丢掉了这个杀手铜的桔髓。稍复 杂些的代数问题就不会解,而它占到了工程中数学 问题的一多半。这种教学中的偏领已经造成我国 代人才在数学能力上的畸形,严重影响了工科学生 ()坐标龄棒后平面成为一根线 图2三维空间五点的共面性分析 的接养质量 例2给出三角形刚体在平面上的初位置和绘 除了解高阶方程这一头的缺失之外,在向量 位置,问这个位移如何用矩阵乘法来表示?从初位置 空间这一头也有间颗。传统的线性代数总强调N 到终位置,如何分成十步来实现连续动画(图3) 维抽象向量空间的重要性。我们也在本科果程中 进行了调查,可是到现在还没有找到 一个有说服 力的需求实例。有人指出,将一个函数展开为 阶傅里叶级数,可以看成是N维向量的叠加。是 的,专门搞代数的人可以这样去理解,但绝大多 数搞工的老师和本科教材都不会从这个角度去 思考,而是用波形叠加来理解,这更加符合工科 形象思维习惯。 对工科大学生来说,最重要的是看得见、摸得者 的欧儿里得空间,后续课中就有很多实际应用问题, 有些是在现代化机械车间中就会遇到的: 例1 三坐标测量仪测得工件截面上五点的 图3平面运动表为矩阵烫法 维坐标,问这些点是否在一个平面上?求该平面的方
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