An Introduction to Abstract Algebra (De Gruyter Textbook)

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出版者:Walter de Gruyter
作者:Derek J. S. Robinson
出品人:
页数:282
译者:
出版时间:2003-01
价格:USD 46.00
装帧:Paperback
isbn号码:9783110175448
丛书系列:
图书标签:
  • 抽象代数7
  • 抽象代数
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具体描述

深入探索数学之美:一窥《线性代数导论》(A First Course in Linear Algebra)的精彩世界 图书名称:《线性代数导论》(A First Course in Linear Algebra) 作者:[此处应填写原书作者,例如:Sheldon Axler, David C. Lay, 或其他知名线性代数教材作者] 出版社:[此处应填写原书出版社,例如:Pearson, Springer, 或其他学术出版社] --- 内容简介: 《线性代数导论》旨在为初学者提供一个坚实、直观且富有洞察力的线性代数基础。本书不仅仅是关于矩阵运算和求解方程组的机械性指导,它更侧重于线性代数作为研究向量空间、线性变换以及它们之间关系的强大工具这一核心理念。本书的叙事结构清晰,逻辑严密,力求在保持数学严谨性的同时,确保概念的引入平易近人,尤其适合作为大学本科阶段数学、工程、计算机科学、物理学以及经济学等多个学科学生的入门教材。 全书的构建围绕着向量空间这一中心概念展开。作者并没有急于展示复杂的计算技巧,而是首先在直观的 $mathbb{R}^n$ 空间中建立起读者的空间感和几何直觉。从向量的加法、数乘到线性组合、张成、线性相关性与线性无关性,这些基础概念被细致地阐述。每一项定义都伴随着丰富的例子和反例,帮助读者区分抽象概念在不同背景下的具体表现形式。 第一部分:代数的基础与几何的直觉 本书的开篇将读者引入到线性代数最基本的对象——向量。通过对二维和三维空间的几何解释,读者能够迅速理解向量的物理意义和代数结构。随后,本书系统地介绍了线性方程组。从高斯消元法(Gaussian Elimination)这一计算核心,到行阶梯形和简化行阶梯形(Row Echelon Form and Reduced Row Echelon Form),求解过程被提升到矩阵和行操作的层面。作者强调了矩阵的秩 (Rank) 和零空间 (Null Space) 在描述方程组解的结构中的关键作用,这为后续理解线性变换的性质埋下了伏笔。 第二部分:核心结构——线性变换与矩阵表示 线性代数真正的力量在于描述线性变换 (Linear Transformations)。本书将“函数”的概念推广到向量空间之间,定义了保持加法和标量乘法结构的变换。矩阵不再仅仅是数字的方阵,而是成为了线性变换在特定基下的表示。通过对基 (Basis) 和维度 (Dimension) 概念的深入探讨,读者将理解为什么一个有限维向量空间总是同构于 $mathbb{R}^n$ 空间,从而统一了抽象理论与具体计算之间的桥梁。 作者详细讨论了坐标系变换,即如何通过改变基来观察同一个线性变换的不同侧面。这部分内容对于理解计算机图形学、数据降维等实际应用至关重要。 第三部分:内在的结构——特征值与特征向量 本书的第三部分聚焦于线性代数的“内在特性”,即特征值 (Eigenvalues) 和特征向量 (Eigenvectors)。这部分内容不仅是理论上的核心,也是工程和科学领域中分析系统动态行为的关键工具。特征向量代表了线性变换作用下方向保持不变的特殊向量,而特征值则描述了其伸缩因子。 本书力求在引入特征值时,保持其几何意义的清晰。在讲解了代数重数和几何重数后,本书提出了对角化 (Diagonalization) 的概念。对角化被呈现为简化矩阵幂运算、求解线性递归关系以及分析微分方程组稳定性的强大手段。对于那些不可对角化的矩阵,本书会适时引入更一般性的若尔当标准型 (Jordan Canonical Form),尽管其推导过程可能更为复杂,但其理论上的完备性为读者提供了终极的结构描述。 第四部分:内积空间与几何度量 为了引入长度、角度和投影等几何概念,本书引入了内积 (Inner Product) 的概念。从实数域上的标准点积,推广到抽象向量空间上的内积,使读者能够理解正交性 (Orthogonality) 这一关键的代数工具。 施密特正交化过程 (Gram-Schmidt Process) 被系统地介绍,它不仅提供了一种构造正交基的方法,而且深刻地揭示了向量空间的正交分解的几何意义。最小二乘法 (Least Squares Approximation) 作为内积空间的直接应用,被用来处理欠定或超定方程组,展示了线性代数在数据拟合中的核心地位。 第五部分:超越实数与复数——更广泛的应用领域 最后,本书探讨了线性代数的更广泛应用。对于涉及复数域 $mathbb{C}$ 的情况,自伴随/共轭转置 (Adjoint/Hermitian Operators) 的性质被详细分析,这在量子力学等领域至关重要。对称矩阵在实数域上的特有性质(如特征值是实数,特征向量可正交化)也得到了充分证明和应用。 本书的特色与优势: 1. 理论与应用的平衡: 每章末尾都附有精心设计的习题,涵盖了从基础计算到理论证明的各个层次,确保读者能够将抽象概念转化为实际解决问题的能力。 2. 几何直觉优先: 始终强调几何解释,避免将线性代数简化为纯粹的矩阵运算。 3. 清晰的结构和流畅的叙述: 概念的引入循序渐进,复杂的定理和证明结构清晰,易于自学。 《线性代数导论》不仅是一门课程的教科书,它更是通往更深层次数学(如泛函分析、微分几何、数值分析)的坚实阶梯,为读者装备了理解现代科学和工程挑战所必需的数学语言和思维方式。通过本书的学习,读者将不再仅仅“使用”线性代数,而是真正开始“思考”线性代数。

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读后感

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在我翻开这本《An Introduction to Abstract Algebra (De Gruyter Textbook)》之前,我对抽象代数领域的了解仅限于一些零碎的概念和模糊的印象。我一直认为这门学科深奥难懂,充满着令人望而生畏的符号和定理,仿佛是数学的“高山”,只有最顶尖的头脑才能征服。然而,当我真正沉浸在这本书的字里行间时,我发现我的担忧是多余的。作者以一种极其清晰、循序渐进的方式,将抽象代数的核心概念娓娓道来,如同引导者一般,一步步地带领我穿越理论的迷宫。初期的章节,对于群的定义、子群、陪集等基本概念的阐述,就如同在搭建一座稳固的地基,每一个定义都经过了细致的解释和充分的例子支撑,确保读者能够牢牢掌握。我尤其欣赏作者在介绍同态和同构时所使用的类比,它们将原本抽象的映射关系变得直观易懂,让我能够深入理解不同代数结构之间的联系与区别。更重要的是,这本书并非仅仅停留在概念的罗列,而是鼓励读者进行思考和探索。习题的设计恰到好处,既有巩固基础的练习,也有引导深入的思考题,让我有机会将所学知识运用到实践中,解决实际问题,从而加深理解。这本书带给我的不仅仅是知识的增长,更是一种学习数学的全新视角和信心。我开始意识到,抽象代数并非遥不可及,而是充满逻辑之美和结构之趣的迷人领域,而这本书,正是我打开这扇门的金钥匙。它让我不再畏惧,而是充满好奇地想要继续探索下去,去理解更深层次的数学原理。

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我一直对数学中的结构性美学非常着迷,而《An Introduction to Abstract Algebra》则完美地契合了我的这一偏好。作者在讲解理想和商环时,运用了非常直观的方式,将集合论中的商集概念推广到了代数结构中,让我能够理解如何通过“除以”一个理想来构造新的代数对象。书中的例子,特别是对于整数环的理想和其商环的讨论,让我能够很容易地将抽象概念与熟悉的整数运算联系起来。我尤其欣赏作者在介绍主理想整环(PID)和唯一因子分解整环(UFD)时的细致之处。他通过证明这些概念之间的相互关系,展示了数学中逻辑的严谨性和内在的统一性。理解这些概念对于后续学习更高级的代数理论至关重要。书中还涵盖了模的基本概念,作者在解释模与向量空间之间的联系时,巧妙地利用了向量空间的基的概念,使得读者更容易理解自由模的性质。这本书的语言流畅,翻译也十分到位,即使是对于一些非常抽象的概念,作者也能用非常清晰的语言来解释,让我感觉自己不是在被动地接受信息,而是在与作者进行一场关于数学思想的对话。

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这本书无疑是我迄今为止阅读过的最引人入胜的数学教材之一。从一开始,我就被作者精湛的叙述技巧所吸引。他能够将抽象的概念分解成易于理解的组成部分,并巧妙地将其编织成一个连贯而逻辑严密的整体。在处理有限群的结构时,作者并没有急于抛出复杂的定理,而是从最简单的例子入手,比如对称群,然后逐步引入拉格朗日定理、凯莱定理等关键成果。这些定理的证明过程,我都反复研读了几遍,作者的笔触细腻,逻辑链条清晰,使得原本可能令人费解的推导过程变得清晰可见。我特别喜欢作者在解释西罗定理时所做的铺垫,他首先介绍了群的阶和子群的阶之间的关系,然后巧妙地引出西罗定理的三个子定理,并分别给出了清晰的证明。这让我能够充分理解定理的内涵及其在研究有限群结构中的重要作用。此外,书中还涉及了环和域的初步介绍,作者在解释素理想和极大理想的概念时,也运用了恰当的比喻,帮助我理解这些抽象概念的几何意义。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的培养,它鼓励我去批判性地思考,去发现数学规律背后的深刻联系。我常常在做完一道习题后,回顾作者是如何引导我一步步走向答案的,这种学习过程本身就充满了乐趣和成就感。

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这本书的结构安排堪称典范,它以一种非常系统的方式将抽象代数的核心概念逐步展开。作者在讲解子群和正规子群时,对这两个概念的细微差别做了非常清晰的界定,并给出了大量的例子来帮助读者区分。我特别喜欢作者在介绍陪集和拉格朗日定理时的铺垫,他从子群的陪集概念出发,逐步推导出陪集的性质,最终导向了拉格朗日定理,这个过程非常自然且富有逻辑。书中对有限群的分类问题虽然只是初步触及,但已经足以让我领略到群论研究的深度和广度。此外,作者在讲解环和域时,也展现了他对数学深刻的理解。他对环的生成元和环的性质的介绍,让我得以窥见代数结构是如何从最基本的元素构建起来的。我反复研究了书中关于环的商环和同态定理,这让我深刻理解了代数结构之间的联系与转化。这本书的文字风格非常严谨,同时又不失生动,作者在解释抽象概念时,常常会使用恰当的比喻,这极大地降低了学习的难度,让我感觉自己能够轻松地掌握这些复杂的知识。

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《An Introduction to Abstract Algebra》不仅仅是一本教科书,它更像是我探索数学奥秘的向导。作者在讲解群论的基础时,从群的定义、阶、子群到陪集,每一步都讲解得非常透彻,而且配以丰富的例子,让我能够很好地理解这些抽象概念。我特别欣赏作者在介绍同态和同构时所做的类比,他将这些抽象的数学映射关系,比喻成不同语言之间的翻译,让我能够更直观地理解不同代数结构之间的联系。书中对有限群的研究,特别是对循环群和对称群的详细分析,让我对群的结构有了更深刻的认识。我反复研读了关于拉格朗日定理和凯莱定理的证明,作者的论证过程清晰且严谨,让我感受到了数学推理的严密性。此外,书中对于环和域的初步介绍,也为我打开了新的数学视野。他对环的理想和商环的讲解,让我看到了代数结构是如何通过“抽象”来构建更复杂的对象的。我反复研究了书中关于素理想和极大理想的性质,以及它们在整环中的作用,这让我对环的结构有了更深入的理解。这本书的语言风格非常吸引人,作者的叙述既有深度又不失趣味,让我沉浸在数学的世界中,不知不觉地掌握了新的知识。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期。作者并没有回避抽象代数中那些看似复杂的部分,而是以一种令人惊讶的清晰度来处理它们。例如,在讨论域扩张和伽罗瓦理论的初步概念时,作者并没有直接跳入深奥的定理,而是首先花了很多精力来讲解有限域的结构,以及它们在数论和密码学中的重要作用。我特别喜欢作者对于子域和扩张次数的阐述,以及如何通过一系列的扩张来构建更复杂的域。书中对于最小多项式的定义和性质的介绍,以及它如何刻画扩张次数,都为理解伽罗瓦理论奠定了坚实的基础。我反复阅读了关于可解群和伽罗瓦群的章节,作者将抽象的群论概念与域扩张的几何直观联系起来,让我能够更深刻地理解为什么五次及以上方程没有普遍的根式解。这本书不仅仅是一本教科书,它更像是一本可以反复阅读的参考书,每次阅读我都能从中发现新的理解和视角。作者在提供定理证明的同时,还穿插了大量的历史背景和应用场景,这使得学习过程更加生动有趣,也让我认识到抽象代数在现代科学技术中的重要地位。

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我必须说,《An Introduction to Abstract Algebra》为我打开了一个全新的数学世界。在接触这本书之前,我一直认为数学是关于计算和公式的,而这本书则让我看到了数学的另一面——逻辑、结构和抽象的优雅。作者在讲解模和模的子模时,通过清晰的定义和一系列精心挑选的例子,让我对模的概念有了透彻的理解。例如,作者在解释自由模时,将其与向量空间中的基相类比,这种联系极大地降低了学习门槛。更让我印象深刻的是,书中在引入模同态时,不仅给出了严格的定义,还详细阐述了核和像的概念,以及同态定理在模理论中的应用。这些内容对我理解不同模之间的关系至关重要。此外,作者对多项式环和域的深入探讨,也让我受益匪浅。理解多项式环的性质,特别是其作为唯一因子分解整环的特性,是后续学习更高级代数结构的基础。书中对于多项式环中不可约多项式的判定方法,以及如何在扩张域中寻找根的介绍,都让我觉得非常实用和有趣。这本书的排版清晰,公式的 typesetting 也很规范,阅读起来非常舒适,没有出现任何令人困扰的排版问题,这在技术性很强的数学书籍中尤为可贵。

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当我初次拿到这本书时,我对抽象代数所知甚少,只知道它与我们日常生活中接触的数字和运算大相径庭。然而,作者以一种近乎艺术的方式,将这门学科的精髓展现在我面前。从群的生成元和关系式开始,我学习到了如何用更简洁的方式描述和理解群的结构。作者在介绍自由群的概念时,巧妙地运用了字符串的拼接和约简,这让我对抽象代数的“生成”过程有了非常直观的感受。更让我惊喜的是,书中对有限生成阿贝尔群的结构定理的介绍,它将看似复杂的群结构分解为“直和”的形式,让我得以窥见其内在的简洁与规律。我反复推敲了定理的证明过程,作者的每一步推导都严谨且有据可依,让我深刻体会到数学证明的力量。书中还涉及了环论中的一些重要概念,例如诺特环和阿廷环,作者通过对这些环的性质进行详尽的阐述,让我认识到这些概念在代数几何等领域的应用潜力。这本书的习题设计非常巧妙,它们不仅是对知识的巩固,更是对思维的挑战,常常能引发我深入的思考。

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这本书为我提供了深入理解抽象代数世界的绝佳机会。作者在讲解置换群时,没有仅仅停留在表面,而是深入探讨了交错群、循环置换以及它们在对称性研究中的作用。我对作者如何通过置换的符号表示和乘法来定义群操作感到非常惊叹,这让我看到了抽象数学如何从具体的操作中提炼出普适的规律。书中关于群的共轭类和中心的概念,也让我对群的内部结构有了更清晰的认识。我特别喜欢作者在介绍单群时所做的铺垫,他详细阐述了正规子群的概念,以及如何利用正规子群来分解群。这为理解群的“不可约”性奠定了基础。此外,书中对多项式环的介绍也非常详尽,作者在讲解多项式环的商环以及其与域扩张的关系时,充分展示了代数结构之间的相互渗透。我反复研究了书中关于多项式环上的理想的性质,特别是主理想和素理想的定义及其判别方法,这对我理解更高级的代数概念非常有帮助。这本书的语言风格十分吸引人,作者的叙述中充满了对数学的热情,这能够极大地激发读者的学习兴趣。

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《An Introduction to Abstract Algebra》是一本我能够反复阅读并从中获得新知识的宝藏。作者在介绍群的同态和同构时,不仅给出了严格的定义,还提供了大量的例子,从简单的循环群到更复杂的对称群,让我能够直观地理解不同代数结构之间的映射关系。我尤其欣赏作者对同态定理的详细阐述,以及它们在理解群的结构时所起到的关键作用。书中对于单群的分类问题虽然只是初步介绍,但已经足以让我感受到这个领域的深度和复杂性。此外,作者在讲解环和域时,也表现出了极高的功力。他对环的理想和商环的介绍,清晰地勾勒出了代数结构是如何通过“抽象化”和“构造”来扩展的。我反复研究了书中关于素理想和极大理想的性质,以及它们在整环中的作用,这让我对环的内部结构有了更深入的理解。这本书的习题设计非常具有启发性,它们不仅能够巩固已学的知识,更能引导我去思考更深层次的数学问题。作者在语言运用上也非常讲究,他的叙述既严谨又富有感染力,让我在学习抽象代数的同时,也感受到数学本身的魅力。

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