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線性代數筆記第一天

行列式:

   排列:由自然陣列成的有序陣列;

   逆序:前後位置與大小順序相反,即:    ,記作: ;     排列中,逆序的總數稱為逆序數

   奇偶排列: 若排列的逆序數 為奇, 則為 奇排列;   偶排列同理可得;

   行列式: , 其中第一個下標指行,第二個下標指 列;

   n階行列式:列標的逆序數為偶時,係數為正;  列標的逆序數為 奇 時,係數為負;

   三階行列式的演算法:

         每一項均由  取自 不同行, 不同列 的三個元素的 乘積 構成項數 為 n 的 階乘;

   n階行列式的演算法

          

     上三角行列式: 其值 等於 其主對角線 上 各元素 的乘積;

                    若主對角線 為:  "  / " , 則 

轉置行列式:

       定義: 將行列式  的 行  轉化為 相應列,記為:;

       性質

            1. 行列式  與 它的轉置 行列式 相等;(數值);

            2.  互換  行列式的兩行 或者 列,行列式值變好;

                      推論: 託行列式兩行(列) 完全相同,則 D =0;

            3.  行列式中   某 行(列) 的所有元素的 公因子 可 提到行列式 符號的外面。 即  

                     推論:  D 中 行(列) 所有元素 為0  ,則 D =0;

                                  D 中 兩行(列) 對應元素成比例,則 D =0;

            4. 若 D中  某行 (列) 都是兩數之和,則可以分解,即:

                     

            5. 行列式 某一行(列) 的所有元素 都乘以 K, 再 加到 另一行(列)的相應元素上,行列式值不變,即:

                      

餘子式與 代數餘子式:

       餘子式定義:  (n-1)階行列式,稱為: 的餘子式,記為: 

       代數餘子式

               

       展開定理1

                n階行列式 = 它的任一 行(列)各元素  與 其對應的 代數餘子式的乘積 之和

        展開定理2

                n階行列式 中 某一 元素  乘以 其它元素的代數餘子式 之和 為零

        範德蒙行列式

                  , 其表示: 所有可能的乘積;

矩陣:

      定義:  由 m*n 個數  構成的 m 行 n 列 數列, 稱為 m行n列 矩陣;   記為:   或者

      方陣:由 n^2  個數 排成 的 n*n 矩陣,稱為 n階方陣;  記為:  

      單位矩陣

              主對角線為1,其餘全為0 的矩陣;

      零矩陣

               矩陣中所有元素都為0 的矩陣;

        注意: 矩陣式一個表,而不是數; 行列式 代表的是一個 數值;

        數量矩陣: 

                 n階對角矩陣  所有主對角線 元素相等 的 矩陣;

        三角矩陣:  包括 上三角矩陣;  下三角矩陣;

        對稱矩陣

                 矩陣中 所有元素 關於主對角線 對稱 的矩陣;

        反對稱矩陣

                  叫做 反對稱矩陣 (它們的主對角線元素 必須全為 零);

                   注意: 兩個同階  反對稱矩陣  的乘積  不一定是反對稱;

        n階矩陣行列式:  

                    A 階方證 構成的行列式, 即為 |A|;

                    若  A 為 n階方陣,則 : |2A| = 2^n * |A|;

         行階梯形矩陣

                  1.零行(元素全為 零的 行) 位於 矩陣下方;

                  2.  各非零行的 首個 非零元素, 從左  往 右, 下方全為零;

          行最簡形矩陣

                   1. 各非零行 的首個 非零元素 都是 1;

                   2. 每個首  非零元素  所在 的列 其餘元素 都 是 0;

           標準形矩陣

                    1.  矩陣左上角 是單位陣;

                    2.  其餘元素都是0;

          矩陣化簡次序: 梯形 -->   最簡形 --->  標準形;

          奇異矩陣(退化矩陣):  |A| =0;

          非奇異矩陣(非退化矩陣):  |A| =/=0;

矩陣的運算:

      相等: 矩陣行 列 相等,且 元素 一毛一樣;

      加法,減法,數乘,數乘和:  略;

      矩陣乘法

            前提: A 的行  與 B 的列相同;

            A*B 的行 = A 的行;

            A*B 的 列 = B 的列;

            A*B =/= B*A;

            兩個非零 矩陣 的乘積 可能為 零矩陣;

           eg:              

       冪運算

            

        轉置

              規則:   ; 

                          ;  

                          

                           

矩陣的初等變換:

     1.交換 矩陣的兩行(列);

     2. 以一個非 零 數 k 乘以 矩陣的 某一行(列);

     3. 將矩陣 的 某一 行(列) 乘以k倍後 加到另一 行(列) 上;

逆矩陣:

        定義

               n 階方陣 A , 如存在 n階方陣 B , st :   AB = BA = E, 則 A 可逆, 方陣B 稱為 A 的逆矩陣, 記為: ;

             n階方陣的逆矩陣 也為 n 階 方陣, 且是 唯一的, 逆矩陣的逆  是其本身;

         求逆矩陣的方法

              1. 利用伴隨矩陣

                   ,  

              2.利用初等變換

                       = ===    

           性質

               若A 可逆, 則  也可逆, 且 

               若A,B 均可逆 , 則有:    (注意:

               若 |A| =/= 0 , 規定: ,

                

               

               ,λ,μ 為正整數;

           應用

               A*x = B, 則 x = *B;

               x*A = B , 則 x = B* ;

               A*x * B = C , 則 x = *C*;

               A+Ax = Bx,  則 x = ;

               A+2x = Bx , 則 x = ;

         eg:  設方陣  A^2 -A -2E = 0 , 證明: A, A+2E 可逆;  且求出它們的逆矩陣;

             思路: A(A-E) =2E   1/2 *A* (A-E) =E,    A^ -1 = (A-E)/2