高等代数 定理索引

本索引收录《高等代数》(第五版,北大数学系前代数小组,王萼芳、石生明)各章定理。

第一章 多项式

编号定理名称简要内容
1.1整除的充要条件 余式为零
1.2最大公因式存在定理最大公因式可表为组合
1.3互素的充要条件
1.4互素与整除互素且整除乘积则整除因子
1.5不可约多项式的整除性质不可约多项式整除乘积则整除因子之一
—因式分解及唯一性定理多项式可唯一分解为不可约多项式乘积
1.6重因式与微商 重因式是微商的 重因式
1.7余数定理 等于 除 的余数
1.8多项式根的个数 次多项式至多 个根
1.9多项式相等判定 个点值相同则多项式相等
1.10高斯引理本原多项式之积仍为本原
1.11整系数多项式的分解有理分解可化为整系数分解
1.12有理根的性质有理根 满足
1.13艾森斯坦判别法素数条件判定有理数域不可约
1.14多元多项式首项乘积首项等于首项之积
1.15对称多项式基本定理对称多项式可表为初等对称多项式的多项式

详见:第一章 多项式

第二章 行列式

编号定理名称简要内容
2.1对换与排列奇偶性对换改变排列的奇偶性
2.2排列的对换任意排列可经对换变为标准排列
2.3行列式按行(列)展开代数余子式展开公式
2.4克拉默法则行列式非零时方程组有唯一解
2.5齐次线性方程组的非零解行列式非零则只有零解
2.6拉普拉斯定理 阶子式与代数余子式乘积之和
2.7行列式乘积公式两个行列式之积等于对应行列式

详见:第二章 行列式

第三章 线性方程组

编号定理名称简要内容
3.1齐次线性方程组的非零解方程个数少于未知量个数必有非零解
3.2线性相关与线性表出可表出且个数多则线性相关
3.3极大线性无关组极大线性无关组含相同个数向量
3.4矩阵的秩行秩 = 列秩 = 秩
3.5齐次方程组非零解的充要条件行列式为零
3.6克拉默法则及其逆定理唯一解 行列式非零
3.7有解判别定理系数矩阵与增广矩阵同秩
3.8基础解系基础解系含 个解
3.9非齐次方程组解的结构特解加导出组通解
3.10结式结式为零的充要条件
3.11多项式方程组的解复数解与结式根的关系

详见:第三章 线性方程组

第四章 矩阵

编号定理名称简要内容
4.1矩阵乘积的行列式$
4.2矩阵乘积的秩秩秩, 秩
4.3可逆矩阵的充要条件可逆 非退化
4.4可逆矩阵乘积的秩左/右乘可逆矩阵秩不变
4.5矩阵的等价标准形任意矩阵等价于标准形
4.6可逆矩阵与初等矩阵可逆 初等矩阵之积

详见:第四章 矩阵

第五章 二次型

编号定理名称简要内容
5.1二次型化为平方和非退化线性替换化平方和
5.2对称矩阵合同于对角矩阵对称矩阵可合同对角化
5.3复二次型的规范形复规范形唯一
5.4惯性定理实规范形唯一
5.5复对称矩阵的合同标准形复对称矩阵合同标准形由秩决定
5.6正定二次型的充要条件正惯性指数等于
5.7正定矩阵的顺序主子式判定顺序主子式全大于零
5.8半正定二次型的等价条件五个等价条件

详见:第五章 二次型

第六章 线性空间

编号定理名称简要内容
6.1线性空间的维数 个线性无关且可表出则 维
6.2子空间的判定对运算封闭则为子空间
6.3生成子空间等价向量组生成相同子空间
6.4基的扩充子空间基可扩充为全空间基
6.5子空间的交交是子空间
6.6子空间的和和是子空间
6.7维数公式维 + 维 = 维 + 维
6.8直和的充要条件零向量表法唯一
6.9直和的维数条件维数之和等于和的维数
6.10子空间的补空间补空间存在
6.11多个子空间直和的等价条件四个等价条件
6.12线性空间同构的充要条件维数相同

详见:第六章 线性空间

第七章 线性变换

编号定理名称简要内容
7.1线性变换由基上的像唯一确定基上像确定则变换唯一
7.2线性变换与矩阵的对应保持运算和、积、数乘、逆均对应
7.3向量坐标的计算像的坐标 = 矩阵 × 原坐标
7.4不同基下矩阵的关系
7.5线性变换与矩阵相似的对应相似矩阵对应同一变换
7.6相似矩阵的特征多项式相似矩阵特征多项式相同
—哈密顿-凯莱定理
7.7可对角化的充要条件有 个线性无关特征向量
7.8不同特征值的特征向量线性无关不同特征值对应的特征向量线性无关
7.9不同特征值的特征向量组合各特征子空间基合起来仍线性无关
7.10线性变换的秩与矩阵的秩秩相等
7.11秩与零度之和秩 + 零度 =
7.12不变子空间的直和分解按特征值分解为不变子空间直和
7.13若尔当标准形存在定理复线性变换必有若尔当标准形
7.14复矩阵的若尔当标准形复矩阵相似于若尔当形
7.15可对角化与最小多项式最小多项式无重根则可对角化

详见:第七章 线性变换

第八章 λ-矩阵

编号定理名称简要内容
8.1λ-矩阵可逆的充要条件行列式为非零常数
8.2λ-矩阵的标准形等价于对角标准形
8.3等价λ-矩阵的不变量相同的秩与行列式因子
8.4标准形的唯一性标准形唯一
8.5λ-矩阵等价的充要条件相同的行列式因子或不变因子
8.6可逆λ-矩阵与初等矩阵可逆 初等矩阵之积
8.7矩阵相似的充要条件特征矩阵等价
8.8复矩阵相似的充要条件相同的初等因子
8.9初等因子的求法对角化后分解一次因式方幂
8.10复矩阵的若尔当标准形每个复矩阵相似于若尔当形
8.11线性变换的若尔当标准形复线性变换有若尔当标准形
8.12可对角化与初等因子初等因子全为一次
8.13可对角化与不变因子不变因子无重根
8.14有理标准形有理标准形存在且唯一
8.15线性变换的有理标准形线性变换有有理标准形

详见:第八章 λ-矩阵

第九章 欧几里得空间

编号定理名称简要内容
9.1正交向量组的扩充正交组可扩充为正交基
9.2施密特正交化任意基可化为标准正交基
9.3欧氏空间同构的充要条件维数相同
9.4正交变换的等价刻画四个等价条件
9.5两两正交子空间的直和两两正交则和为直和
9.6正交补的存在与唯一性正交补存在且唯一
9.7实对称矩阵的正交对角化正交矩阵对角化实对称矩阵
9.8实二次型的正交化简正交替换化实二次型为平方和

详见:第九章 欧几里得空间

第十章 双线性函数与辛空间

编号定理名称简要内容
10.1线性函数的存在与唯一性基上值确定则线性函数唯一
10.2对偶空间的维数对偶空间维数等于原空间维数
10.3对偶基的过渡矩阵过渡矩阵为
10.4二次对偶同构
10.5对称双线性函数的对角化度量矩阵可对角化
10.6反称双线性函数的标准形辛正交基下的标准形
10.7辛空间中子空间正交补的维数维 = 维 - 维
10.8拉格朗日子空间基的扩充拉格朗日子空间基可扩充为辛正交基
10.9辛子空间基的扩充辛子空间基可扩充为辛正交基
10.10辛变换下的子空间对应辛变换可将同类子空间互变
10.11辛变换特征多项式的性质
10.12辛变换特征子空间的辛正交性特征值乘积不为1则特征子空间辛正交

详见:第十章 双线性函数与辛空间