更新线性代数第二章——矩阵,本章为线代学科最核心的一章,知识点多而杂碎,务必仔细学习。
重难点在于:
1.矩阵的乘法运算
2.逆矩阵、伴随矩阵的求解
3.矩阵的初等变换
4.矩阵的秩
(去年写的字,属实有点ugly,大家尽量看。。。)
首先来看一下考研数学一种对这一章要求的考纲:
考试要求:
1.理解矩阵的概念,了解单位矩阵、数量矩阵、对角矩阵、三角矩阵、对称矩阵和反对称矩阵以及它们的性质.
2.掌握矩阵的线性运算、乘法、转置以及它们的运算规律,了解方阵的幂与方阵乘积的行列式的性质.
3.理解逆矩阵的概念,掌握逆矩阵的性质以及矩阵可逆的充分必要条件,理解伴随矩阵的概念,会用伴随矩阵求逆矩阵.
4.理解矩阵的初等变换的概念,了解初等矩阵的性质和矩阵等价的概念,理解矩阵的秩的概念,掌握用初等变换求矩阵的秩和逆矩阵的方法.
5.了解分块矩阵及其运算.
2.1矩阵的概念
- 矩阵本质上是一个数表,而行列式本质上是一个数,二者有本质的区别~
- 行与列的数目相同时,称为方阵
- 除了对角线以外的元素均为0且对角线元素均为1时,这样的句子被称为单位矩阵
2.2矩阵计算
- 矩阵的数乘作用于全体元素,而行列式的数乘仅作用于某一行或者某一列~
- 矩阵的乘法对于初学者来说可能会有一点绕,但是只要牢记【中间相等取两头】即可:即前者的列数与后者的行数相等时才可以做矩阵的乘法,且矩阵乘法的结果仍为一个矩阵,行数为前者的行数,列数为后者的列数~
- 普通的代数规律往往并不适用于线性代数,矩阵的左乘和右乘有着本质上的不同
- 左右乘一个单位矩阵E保证矩阵不变,对应普通代数里面与1相乘
- 结合律和分配率仍满足,但是一定不能改变顺序
- 一个方程组,可以将因变量和自变量作为列向量处理,系数作为系数矩阵处理
- 矩阵的幂运算有一定的技巧性,不过要严格遵守基本的运算法则
- 矩阵乘积的转置等于转置后对调位置的乘积
- 矩阵之积的行列式等于矩阵行列式的积~
2.3特殊矩阵
- 对称矩阵指的是沿着主对角线两侧对称,反对称矩阵则是沿着对角线互为相反数
- 所谓的矩阵可交换,指的是AB=BA
2.4逆矩阵
- 本质上就是矩阵乘法
- 寻找B矩阵使得AB=E,则B是A的逆矩阵
- 伴随矩阵:方阵A所有代数余子式组成的矩阵的转置
- 对应任意方阵A,有AA*=A*A=|A|E,以及|A*|=|A|^(n-1)~
- 若|A|!=0,则A被称为非奇异、非退化、满秩、可逆矩阵~(行列式不为0也是矩阵可逆的充要条件)
- A逆=1\|A|A*——伴随矩阵法
- 如果AB=E或者BA=E,则
逆矩阵的性质补充:
- A可逆,则A逆可逆,且A逆的逆即为A本身
- AB乘积的逆等于B逆乘以A逆(位置要对调)
- A可逆则A转置可逆,且A转置的逆等于A逆的转置
- 矩阵与一个数数乘的结果的逆,等于这个数倒数与矩阵逆的乘积~
- A逆的行列式等于A的行列式的倒数~
2.5分块矩阵
- 分块矩阵要保证每一个分块中仍然全是矩阵
- 标准型:从左上角开始一串1,其余地方全是0(标准型不一定是方阵)
- 分块矩阵的转置是整体求一次转置,再将每个小分块内部求一次转置~
2.6初等变换
- 初等变换分为行变换和列变换
- 任何一个矩阵都可以通过初等变换变为标准型
- 等价的概念是,A经过初等变换后得到B,则称A和B矩阵等价~
- 可以说,任何矩阵都等价于一个标准型
- 如果A与B等价,则存在可逆矩阵P和Q,使得PAQ=B
- A可逆的充要条件是——A的标准型为E,即可以通过初等变换变为E
- 由此可以引出初等变换法求矩阵的方式~
2.7矩阵的秩
- K阶子式:K行K列构成的行列式被称为K阶子式,该矩阵可以不为方阵~
- 矩阵的秩即为非0子式的最高阶数~
- 所谓的满秩,即R=n,也就是对应的行列式不为0
- 初等变换不改变矩阵的秩~
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-612883.html
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