第一章
一、行列式的性质
1、性质一:D=
注:是把D的行转为了列。
2、性质二:任意 两行或两列 互换,D=-D1
推论:若行列式有 两行或两列 相同,则该行列式的值为0。
3、性质三:行列式的某 一行或一列 的公因子可提到外面。
推论:若行列式 有两行成比例 ,则行列式的值为0。
推论:若某 一行或一列元素全为0,则该行列式的值为0。
4、性质四:行列式某 一行或一列 的元素可分开。
5、性质五:行列式某一行的k倍加到另一行,该行列式的值不变。
二、行列式的计算
1.化三角法:
注意:交换行或列,记得添负号。
2.降阶法。(适用:将2,3,4行加到第一行,提取公因式(a+b+c+d),让第一行全变为1。)
3.行列式按行(列)展开法:行列式等于它的任一行(列)的各元素与其对应的代数余子式乘积之和,即
①余子式:
② 代数余子式:
③ 推理:行列式任一行(列)的元素与另一行(列)的对应元素的代数余子式乘积之和等于零。
三、线性方程
1.克拉默法则
① 如果线性方程组的系数行列式(D)不等于0,则线性方程有唯一解,解为
例子:
②如果线性方程组的系数行列式(D)等于0,则线性方程无解或有两个不同解。
③若等式右边全为0,则是齐次线性方程。
定理:齐次线性方程有非零解 D=0
反之,D!=0齐次方程有唯一0解
四、矩阵
1.特殊的矩阵:
①单位矩阵(E):主对角线上的元素全为1,其余元素为0的矩阵。
②对角矩阵:主对角线以外的元素都是0的矩阵。
性质:(a1,a2......an都不为0,-1可改为其他正整数)
③零矩阵:所有元素都是0的矩阵。 (注意:不同阶数的零矩阵是不相等的。)
④同行矩阵:两个矩阵的行数和列数相等。
2.矩阵的运算
①矩阵的加法and减法:两个同阶矩阵才可进行加减。
②矩阵的数乘:Amn × Bnp = Cmp
3.矩阵的性质(注意)
①在矩阵乘法里面一般AB!=BA。 (即矩阵乘法不满足交换律)
②AB=0不能推出A=0或B=0,AB=AC也不能推出B=C。 (即矩阵乘法不满足消去律)
③
④
⑤
⑥ (n为行列式A的行数) (行列式数乘的区别)
⑦ |AB|=|A| × |B| (矩阵A、B乘积 的 行列式 值等于 行列式A 乘 行列式B)
⑧ A+2=A+2E (E代表同阶单位矩阵)
五、逆矩阵
1.定义: 矩阵A可逆 |A|!=0
2.求逆矩阵方法(两种 1):
3.伴随矩阵:Aij 是|A|中各元素的代数余子式。
4.|A*|与|A|之间的关系:|A*| =
5.求二阶逆矩阵:A=,= 1/|A| ×
6.求一阶逆矩阵:A=(2),=()
六、分块矩阵
1.分块矩阵运算法则:A的行怎么分,B的列就怎么分。
2.分块对角矩阵:若对角的元素都不为0,则有
七、初等变换
1、矩阵等价:矩阵A经过有限次初等变换,变成B;就称A等价于B。记为:AB
2、矩阵的等价标准形:
3、矩阵的三种初等变换:
4、定理:
例如:(1)将A第二行和第三行互换 E(2,3)A
(2)将A第二行乘4 E(2(4))A
(3)将A的第二行的5倍加到第三行 E(3,2(5))A
5、求逆矩阵方法(两种 2):(A|E)=(E|)
注意:1.E代表同阶单位矩阵 2.行和列只能选其一进行变换
八、矩阵的秩
1.秩的定义:矩阵中不为0的子式的最高阶数。
求秩的方法:进行多次初等变换,让矩阵主对角线下全为0。
2.阶梯形矩阵的定义:①矩阵的0行在矩阵最下一行 。
②非0行的第1个不为零的元素的列标随着行标的递增而严格增大。
3.增广矩阵和系数矩阵:
4.满秩矩阵:可逆矩阵(|A|!=0)+矩阵的秩等于阶数
、
九、解线性方程组
1.主元:梯形矩阵非0行首个不为0的元素。
2.写出对应增广矩阵,将主元元素变为1,变换完将矩阵写成线性方程组。
注意:若要设未知解,不找主元所在列。
3.性质一:线性方程组有解 系数矩阵的秩r(A)=增广矩阵的秩r(A,B)
性质二:线性方程有一个解 系数矩阵的秩r(A)=增广矩阵的秩r(A,B)=未知数的个数n
性质三:线性方程有无穷解 系数矩阵的秩r(A)=增广矩阵的秩r(A,B)<未知数的个数n
4.齐次线性方程组和非齐次线性方程组:
十、线性相关
1.线性相关的定义:
推论:①包含0向量的任何向量组是线性相关的。
②一个0向量,必相关;一个非0向量,必不相关。
③不是线性相关,就是线性无关。
2.线性相关的性质:
①a1,a2,......,a5相关至少一个向量可由其余向量表示
②向量个数m > 向量维数(向量一行或一列的个数)n,m个n维向量线性相关
3.极大无关组满足条件:①a1,a3线性无关 ②每个向量均可由 a1,a3表示
注意:向量的秩=极大无关组含向量的个数
注意:0 < 秩的数量 < 向量个数和向量维数两者中的偏小值
4.极大无关组求法:
①求极大无关组的个数
②非0行主元非0的所在列是线性无关组。
③将矩阵变为最简形矩阵(可求用极大无关组表示)
插入知识:最简形举证:指的是矩阵中非零行的第一个非零元素全是1,且非零行的第一个元素1所在的列的其余元素全是0的矩阵。
5.线性相关的判定:
1)n个n维向量 :(1,0,3) (2,4,3) (5,2,0)//三个三维向量
2)向量构成矩阵的秩 = 向量的个数 (线性无关)
向量构成矩阵的秩 < 向量的个数 (线性相关)
3.例题:
十一、向量空间
1.含义:设 v为 n 维向量的集合,如果集合 v 非空,且集合v对于加法及数乘两种运算封闭,那么就称集合 v为向量空间。(记为:R的n次方)
插入:运算封闭:
2.证是否向量空间的基==证向量无关
十一、特征向量
1.特征向量:
2.特征值:(看上面)。
插入:特征值不为0!!!特征向量不为0向量!!!
3.如何求特征值:
4.如何求特征向量:
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