线性代数(第二章:矩阵)

如题所述

1、矩阵的概念

矩阵和行列式的区别:

一:矩阵表示一张矩形表,而行列式表示一个数。

二:矩阵的行列数不一定要相等,而行列式的行列数必须相等。

特殊矩阵:方阵、行(列)矩阵、零矩阵、单位矩阵、对角矩阵、上(下)三角矩阵

方阵:行列数相等都为n的矩阵成为n阶矩阵或n阶方阵

同型矩阵:行数与列数都对应相等的两个矩阵称

2、矩阵的运算

加法(略)

矩阵的数乘为乘以所有表中的元素,而行列式中的数乘为乘以一行的元素。

矩阵和矩阵的相乘

Am×n*Bn×s=Cm×s

例:

注:一般而言AB≠BA;注意乘的先后顺序。若AB=0不能得出A=0或B=0。若AC=BC不能得出A=B。

矩阵的转置

和行列式的转置相同将行列数交换并更换位置。

运算规律:

若A等于A的转置矩阵那么称A为对称矩阵;若A等于负A的转置矩阵那么称A为反对称矩阵。

方阵的幂

注:

注意乘法的顺序。对角矩阵满足A^2B^2=(AB)^2

方阵多项式

就跟函数的多项式一样,不过原本是x,y这样的元素,而方阵多项式是以方阵为元素。

方阵的行列式

性质:

设A为n阶矩阵,若|A|≠0那么称A为非奇异矩阵,若|A|=0那么称A为奇异矩阵。

伴随矩阵

3、逆矩阵

原线性变换的逆变换

计算特例:

逆矩阵的性质:

一:|A^-1|=|A|^-1

二:(A^-1)^-1=A

三:(KA)^-1=(1/K)*A^-1

四:(AB)^-1=B^-1*A^-1

五:若矩阵A可逆,那么它的转置矩阵也可逆|AT|^-1=|A^-1|T

几个等式的证明:

4、分块矩阵

例:

分块后得到的新矩阵的性质与原先矩阵的性质相同

特殊的分块矩阵

按行(列)分块;分块对角矩阵

分块对角矩阵的性质:

上面为性质并赋两道例题帮助理解

5、初等变换和初等矩阵

初等变换定义:

与行列式有相同之处。

行阶梯形矩阵及行最简形矩阵

延续A5有如下定理

初等矩阵:将单位矩阵做一次初等变换得到的矩阵为初等矩阵。

R(i,j)为互换单位矩阵的i,j两列

R(i(k))表示用非零常数k×第i列

R(i,j(k))将第j行×k加到i行

注:

定理:

n阶方阵可逆的充要条件是A可以通过有限次的初等行变换转化为n阶单位矩阵I。

通过初等变换求逆矩阵的例题

6、矩阵的秩

矩阵的秩的概念

矩阵的秩其实是它的非零子式的最高阶数

例:

这个方法不常用

初等变换不改变矩阵的秩

例:

矩阵的秩的性质:
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