提要 186:學習線性代數的目的
學習線性代數的目的,是希望學會前人所留下來的好方法,如高斯消去法 (Gauss Elimination)、高斯-喬登消去法(Gauss-Jordan Elimination)、克蘭默法則 (Cramer’s Rule)等等,用以方便又快速的解出眾多的未知數。
以數學方法解析工程問題、商學問題、生物問題、物理問題、化學問題甚至 是人文問題等等時,需引用適當之自然律建立合理的控制方程式(Governing Equation),並給予適當之時空條件(Initial Condition & Boundary Condition)。而方 程式可能是以微分方程、積分方程、或代數方程的型態出現,且其中之未知數或 未知函數不只一個,有時候未知數或未知函數會出現成千上萬個。這麼多未知數 或未知函數該怎麼處理呢?處理這類問題所發展出來的方法,就稱為線性代數 (Linear Algebra),而在線性代數中,矩陣、行列式及向量等觀念的學習,是最重 要的。
線性代數在商學院及數學系等科系中是非常重要的單元,有些系會排3 個學 分或6 個學分的課程去介紹。但是對於土木背景的同學而言,所需要的是如何解 析矩陣中之未知數以及線性規劃的觀念。線性規劃在工程管理之類的課程中會介 紹,故在往後單元的介紹中,將專心介紹如何解析矩陣中之未知數,這會牽涉反 矩陣及行列式的運算,也是我們的學習重點。許多矩陣及行列式的基本概念,筆 者會以深入淺出的方式加以說明。