教學大綱 Syllabus

科目名稱:矩陣理論

Course Name: Matrix Theory

修別:選

Type of Credit: Elective

3.0

學分數

Credit(s)

50

預收人數

Number of Students

課程資料Course Details

課程簡介Course Description

線性代數是各數學領域的最重要工具,亦已廣泛應用至社會及自然科學,資訊科學,及統計學裡。本課程將介紹線性代數各主題的理論。
課程內容主要:
(1)『Canonical Form』:我們主要延續線性代數的『可對角線化』中的內容,介紹何謂Jordan Canonical Form 並介紹所謂的最小多項式(minimal polynomial)。
(2) 『Inner product space』:這一部分主要介紹包含有 Inner product space, Gram-Schmidt method and Spectral Theorem.其中在矩陣部分會介紹 Normal, Self-Adjoint, positive definite, Unitary and Orthogonal matrices.

核心能力分析圖 Core Competence Analysis Chart

能力項目說明


    課程目標與學習成效Course Objectives & Learning Outcomes

    學生學完這門課對於矩陣的性質有較深入的認識,並具備研究所階段研究所需的矩陣知識。

    每周課程進度與作業要求 Course Schedule & Requirements

    教學週次Course Week 彈性補充教學週次Flexible Supplemental Instruction Week 彈性補充教學類別Flexible Supplemental Instruction Type

    週次    內容
    1    Diagonalizability, Simultaneous diagonalization
    2    Cayley-Hamiltion Theorem
    3    The Jordan Conical Form (I)
    4    The Jordan Conical Form (II)
    5    Minimal polynomial
    6    Minimal polynomial  
    7    Inner product spaces and norms

    8 測驗(期中考) 
    9    Orthogonality
    10   Least squares approximations
    11    Schur's Theorem
    13    Symmetric, Hermitian and Normal matrix
    14    Positive definite matrix
    15    The quadratic form
    16    測驗(期末考)
    17    自主學習(Singular value decomposition)
    18    自主學習(Singular value decomposition)

    學生學習投入時間: 
    每週課堂教學時數: 3小時 
    每週預習/複習時數: 5小時

    授課方式Teaching Approach

    100%

    講述 Lecture

    0%

    討論 Discussion

    0%

    小組活動 Group activity

    0%

    數位學習 E-learning

    0%

    其他: Others:

    評量工具與策略、評分標準成效Evaluation Criteria

    本課程無涉及 AI 使用。

    一、期中考(40%) 
    二、期末考(40%) 
    三、作業與演習 (20%)

    指定/參考書目Textbook & References

    1. Matrix Analysis, by Roger A. Horn, Charles R. Johnson ISBN: 0521386322

    2. Linear Algebra, by Stephen H. Friedberg, Arnold J. Insel, Lawrence E. Spence, Prentice Hall, 4th edition, ISBN: 0130084514

    3. Introduction to Linear Algebra, by Gilbert Strang, Wellesley Cambridge, 3rd edition, ISBN: 0961408898

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