行列式知识点已完结,请自取
10分钟掌握线性代数行列式问题求解(考研、期末复习均可以用)
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接下来是线性代数最关键的知识点——矩阵
矩阵主要掌握两个知识点:矩阵的逆阵及秩
一、矩阵基本概念
(一)基本概念
1、矩阵定义
在行列式中简单介绍了矩阵,即矩阵是一个表格,内部含有
行
列个数据,记为
,特别的,当
时,称该矩阵为方阵
2、特殊矩阵
(1)零阵
矩阵中所有元素都为0(
)的矩阵,称为
零矩阵,记为
(2)单位矩阵
主对角线上的数字为1,其余数字为0的矩阵,称为单位矩阵,记为
(3)转置矩阵
将原矩阵
的行依次换成列,得到的矩阵称之为
转置矩阵,记为
(4)对称矩阵
若矩阵
,则称
为对称矩阵,如:
(5)伴随矩阵
将方阵
的每一个元素
替换成代数余子式
,得到的矩阵称之为
的伴随矩阵,记为
注解:
上述几个特殊矩阵中,单位矩阵、对称矩阵及伴随矩阵必须为方阵,即
(二)矩阵的运算
1、同型矩阵及矩阵相等
(1)若两个矩阵的行数与列数相同,则称两个矩阵为同型矩阵,
(2)同型矩阵,对应的每一个元素均相等,则称两个矩阵相等
2、矩阵的加减法
3、矩阵的数乘
4、矩阵乘法
矩阵的乘法口诀:行乘列,再累加(如:A的第一行和B的第二列相乘后累加的值是C的第一行第二列的数)
注解:
(1)矩阵可以相加的充要条件是两个矩阵为同型矩阵
(2)矩阵可以相乘的充要条件是前乘矩阵的列数等于后乘矩阵
的行数,即
;且两个矩阵相乘
后得到的矩阵为
行
列的矩阵,即
(3),推不出
(4)不一定等于
二、矩阵的逆阵
(一)逆矩阵的定义
设A为
阶矩阵,若存在
,使得
或
,则称
可逆,
称为
的逆矩阵,记为
注解:
逆阵及原矩阵必须为方阵,非方阵矩阵不存在逆阵,因此在判断矩阵是否存在逆阵时一定要先明确是否为方阵
【例题1】
为
阶矩阵,且
,求
分析:
,即可证明
可逆
解答:
故,
(二)矩阵存在的充要条件
设
为
阶矩阵,则矩阵
可逆的充要条件是
(三)逆阵的求法
1、方法一、伴随矩阵法
2、方法二、初等行变换法(第4点初等变换中具体讲解)
【注解】
超过三阶的矩阵不建议用方法一进行求解; 方法二适用于所有的逆阵求解,不过有时候会比较麻烦
(四)初等变换
1、初等变换形式
矩阵的初等变换分为初等行变换和初等列变换,在整本线性代数中,常用的是行变换,因此后续的讲解中也是以行变换为主
矩阵的初等行变换分为三种,分别是:
(1)对调矩阵的两行
(2)矩阵的某行乘以
倍(
)
(3)矩阵某行的倍数加到另一行
若对矩阵的列进行以上三种变换,称之为初等列变换,矩阵的初等行变换和初等列变换统称为矩阵的初等变换
矩阵在进行初等变换时,不改变其基本性质
2、初等矩阵
初等矩阵,即单位矩阵经过一次初等变换后形成的矩阵,也是有三种形式:
(1)对换两行
(2)某行乘以
倍
(3)某行的倍数加到另一行