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)的各元素 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