证明矩阵可逆的方法

Question

请大家帮忙解释下哈~~
老师前几天讲了但没完整记下来哈..

Answer 1

证明矩阵可逆的方法如下
1、矩阵的秩小于n，那么这个矩阵不可逆，反之可逆；
2、矩阵行列式的值为0，那么这个矩阵不可逆，反之可逆；
3、对于齐次线性方程AX=0，若方程只有零解，那么这个矩阵可逆，反之若有无穷解则矩阵不可逆；
4、对于非齐次线性方程AX=b，若方程只有特解，那么这个矩阵可逆,反之若有无穷解则矩阵不可逆。
一、逆矩阵
设A是数域上的一个n阶方阵，若在相同数域上存在另一个n阶矩阵B，使得：
AB=BA=E。
则我们称B是A的逆矩阵，而A则被称为可逆矩阵。
注：E为单位矩阵。
二、定义
一个n阶方阵A称为可逆的，或非奇异的，如果存在一个n阶方阵B，使得AB=BA=E.
并称B是A的一个逆矩阵。不可逆的矩阵称为非奇异矩阵。A的逆矩阵记作A-1。
三、性质
1、可逆矩阵一定是方阵。
2、（唯一性）如果矩阵A是可逆的，其逆矩阵是唯一的。
3、A的逆矩阵的逆矩阵还是A。记作（A-1）-1=A。
4、可逆矩阵A的转置矩阵AT也可逆，并且（AT）-1=（A-1）T
(转置的逆等于逆的转置）
5、若矩阵A可逆，则矩阵A满足消去律。即AB=O（或BA=O），则B=O，AB=AC（或BA=CA），则B=C。
6、两个可逆矩阵的乘积依然可逆。
7、矩阵可逆当且仅当它是满秩矩阵。
4、证明
1、逆矩阵是对方阵定义的，因此逆矩阵一定是方阵。
设B与C都为A的逆矩阵，则有B=C。
2、假设B和C均是A的逆矩阵，B=BI=B（AC）=（BA）C=IC=IC，因此某矩阵的任意两个逆矩阵相等。
3、由逆矩阵的唯一性，A-1的逆矩阵可写作（A-1）-1和A，因此相等。
4、矩阵A可逆，有AA-1=I
。（A-1）
TAT=（AA-1）T=IT=I
，AT（A-1）T=（A-1A）T=IT=I
5、由可逆矩阵的定义可知，AT可逆，其逆矩阵为（A-1）T。而（AT）-1也是AT的逆矩阵，由逆矩阵的唯一性，因此（AT）-1=（A-1）T。
1）在AB=O两端同时左乘A-1（BA=O同理可证），得A-1（AB）=A-1O=O
而B=IB=（AA-1）B=A-1（AB），故B=O
2）由AB=AC（BA=CA同理可证），AB-AC=A(B-C)=O，等式两边同左乘A-1，因A可逆AA-1=I
。
得B-C=O，即B=C。

Answer 2

1.利用定义，AB=BA=E，如果存在矩阵B，则B为A的可逆矩阵，A就可逆。
2.判断是否为满秩矩阵，若是，则可逆。
3 看这个矩阵的行列式值是够为0，若不为0，则可逆。
4 利用初等矩阵判断，若是初等矩阵，则一定可逆。本回答被提问者采纳

Answer 3