矩陣
矩陣的概念:由m*n個aij(i=1,2,3,4...;j=1,2,3,4...)排成的有序列表。
可寫成:
或
。
當m=n時,稱矩陣A為n階方陣。其中,從左上到右下的對角線稱為主對角線,從右上到左下的對角線我們稱為次對角線。
矩陣的類型介紹:
單位矩陣:主對角線上全為1,其他位置全是0的方陣稱為單位矩陣,記為I或E。
負矩陣:對於矩陣Amxn=(aij)mxn,將矩陣A的各個元素都取相反數得到的矩陣稱為矩陣A的負矩陣。
上三角陣:
下三角陣:
對角方陣:既是上三角陣,又是下三角陣(即只有對角線不為0,其余部分均為0的矩陣)稱為對角方陣或對角矩陣。
數量矩陣:所有對角元aii均相等的矩陣稱為數量矩陣。對角元的和∑aii稱為方陣A的跡,記為trA。
零矩陣:所有元素全為0的矩陣稱為零矩陣。不同階數的零矩陣並不相等。
矩陣的運算:
加法:Amxn+Bmxn=(aij+bij)
減法:Amxn-Bmxn=(aij-bij)
數乘:k*A=(kaij)
交換律:A+B=B+A
結合律:(A+B)+C=A+(B+C)
零矩陣相關:A+0=A;A-A=0
1*A=A;0*A=0
結合率:(KI)A=K(IA)
分配率:(K+I)A=KA+IA;K(A+B)=KA+KB
乘法:若Cmxp=AmxnxBnxp,則有Cij=ai1b1j+ai2b2j+ai3b3j+...+aisbsj。
如:
。1x7+0x5+0x3+1x2+0x1=9.
*兩個矩陣相乘中:A的列數一定要與B的行數相等
由AB=0並不能推斷出其中一個矩陣為零矩陣;由AB=AC也不能推斷出B=C。
矩陣乘法運算律:
(AB)C=A(BC)
A(B+C)=AB+AC
(A+B)C=AC+AB
k(AB)=kAB=A(kB)
AI=IA=A
A0=0
若A是n階方陣,則有:ApAq=Apq;(Ap)q=Aqp
當AB=BA時,有:(AB)k=AkBk
矩陣的轉置:Amxn=(aij)mxn,則AmxnT=Bmxn(aji)mxn
轉置的運算:(AT)T=A
(A+B)T=AT+BT
(λA)T=λAT
(AB)T=BTAT;(ABC)T=CTBTAT
對稱矩陣:若A=AT,則稱A為對稱矩陣
斜對稱矩陣:若A=-AT,則稱A為斜對稱矩陣
可逆矩陣:若對於方陣A,有方陣B使得AB=BA=I,則稱A為可逆矩陣,矩陣B稱為矩陣A的逆,記為B=A-1
若A是可逆矩陣,則A的逆是唯一的。
若A、B可逆,則A-1,AB,AT,kA也是可逆的。
若A為可逆矩陣,等價於下面任一條件:
1、存在矩陣B使得AB=I
2、A的行向量組線性無關
3、存在矩陣B使得BA=I
4、A的列向量組線性無關
分塊矩陣一般將矩陣分為四塊,分塊矩陣的乘法與矩陣的乘法運算相同。
分塊矩陣的轉置:若A=
,則AT=![]()
二階行列式:
二元一次方程組
的解為
。
可將其簡化記憶為:![]()
其中:
,
,
。
則有x1=D1/D,x2=D2/D
二階行列式記為
。其結果為主對角線減去次對角線的值。
三階行列式也遵循對角線原則,如圖:
。即
=a11a22a33+a12a23a31+a13a21a32-a31a22a13-a21a12a33-a23a32a11
對角矩陣的行列式等於對角線的乘積。
上三角矩陣行列式=下三角矩陣行列式=對角線乘積
行列式的性質:
1、單位矩陣的行列式等於1 ;
2、如果將行列式兩行(或列)互換,則行列式的值改變符號;
3、行列式一行(或一列)的公因子可以提到行列式的外面;
4、若某行為0,或者兩行相同或成比列,則行列式的值為0;
5、若行列式的某一行(或列)的元素都是兩個數之和,則這個行列式是對應兩個行列式的和;
6、detA=detAT,detA表示A的行列式。
7、det(AB)=detAdetB
8、det(A-1)=a/detA
