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导论

本部分不是课本任何一章的内容,而是正式进入高等代数之前需要备好的工具。它对应的问题只有一个:课本第 1 页开始讲数域、讲行列式时,默认你已经会了什么?

答案主要是三样:有序组、关系与商集、求和记号。它们不涉及任何代数结构,但后面几乎每一页都会用到——所以单独成一节,而不是塞进某一章里。

前置知识
  • 高中数学的集合初步:元素与属于、子集、交、并、补、差
  • 不需要任何线性代数或抽象代数背景

三页的分工

页面 内容 后面用在哪里
集合与卡氏积 集合运算回顾、有序组、\(X^n\) 与 \(\mathbb{R}^n\) "关系"的定义;向量的分量表示
关系与等价类 二元关系、等价关系、等价类与商集、划分 构造 \(\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}\)、数域的交、后面的商空间
连加与连乘 \(\sum\)、\(\prod\) 的约定与性质;多项式相乘(二重连加与 Cauchy 乘积) 矩阵乘法、行列式的定义与展开

阅读顺序

三页是递进的:先有有序组,才能定义关系;有了等价关系,才能把元素分类并得到商集。建议按顺序读。

  1. 集合与卡氏积 —— 只需要高中集合知识,读起来最快。
  2. 关系与等价类 —— 本部分的核心,其中"等价类与商集"是必须掌握的,后面的 \(\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}\) 就靠它。
  3. 连加与连乘 —— 记号约定为主;如果你已经习惯 \(\sum\)、\(\prod\),可以只扫一眼"常用性质"。

什么时候可以跳过

  • 已经学过集合论初步、能熟练书写 \(\sum_{i=1}^{n} a_i\) 的读者,可以直接看第一章 行列式;
  • 唯一不能确定"是否已会"的是商集:如果你不能立刻说清 \(X/R\) 的元素是什么,请回到关系与等价类把那一节读完再走。

参见