Appearance
附录:期末速查与自检
1. 一页公式链
范数与谱
正定与分解
四个子空间
投影与广义逆
变分与逼近
2. 六个高频证明模板
模板 A:把向量展开到标准正交特征基
用于 Rayleigh 商、正定判据、矩阵函数和矩阵幂。写
模板 B:把矩阵问题向量化
用于 Sylvester/Lyapunov 型方程:
模板 C:先做正交分解
用于最佳逼近、最小二乘与投影。把
模板 D:用极小极大原理比较子空间
用于交错定理、Weyl 不等式与单调性。核心是构造维数足够大的交子空间。
模板 E:相似看谱,合同看符号
遇到换基先判断研究对象:线性算子使用
模板 F:用 SVD 把问题拆成标量
用于广义逆、条件数、低秩逼近和酉不变范数。先把
模板 G:用核空间增长读取 Jordan 结构
令
模板 H:把长方形矩阵嵌入 Hermite 矩阵
构造
其非零特征值为
3. 最容易丢分的十件事
- 把
与 混用。 - 忘记注明所在数域,尤其在讨论特征值和 Jordan 形时。
- 把几何重数写成大于代数重数。
- 把“所有特征值非负”用于非 Hermite 矩阵判断半正定。
- 把合同当成相似,误称合同保持特征值。
- 在
时写 。 - 默认
。 - 把 Frobenius 范数误当作诱导 2-范数。
- 看到
就断言 Neumann 级数发散。 - 把元素非负
与半正定 混为一谈。
4. 30 分钟闭卷自检
不看笔记,依次回答:
- 写出一个不可对角化矩阵,并给出其极小多项式与 Jordan 形。
- 证明
,并说明何时正定。 - 从 SVD 推出
。 - 证明最小二乘残差正交于
。 - 说明为什么截断 SVD 是最佳低秩逼近。
- 用 Gershgorin 定理证明一个严格对角占优矩阵可逆。
- 写出
。 - 给出行随机矩阵的一个必然特征对。
- 由一组
恢复 Jordan 块大小。 - 解释不可约随机矩阵为何仍可能因周期性而不收敛。
如果其中三题以上无法在纸上完成,回到对应章节的“自检”再走一遍;如果只是在公式上卡住,优先复习本页第 1 节。
若需要跨章节练习,继续阅读课堂例题与应用。