行列式與矩陣——線性代數學習筆記1


1行列式按行按列展開法則

\(a_{1j},a_{2j},…,a_{nj}(1≤j≤n)\)為n階行列式\(D=|a_{ij}|\)的任意一列中的元素,\(A_{1j},A_{2j},…,A_{nj}\)分別為它們在D中的代數余子式,則\(D=a_{1j}A_{1j}+a_{2j}A_{2j}+…+a_{nj}A_{nj}\)稱為行列式D的依列展開。
例如,在一個三階行列式D中,划去元素\(a_{ij}(i=1, 2,3; j=1, 2,3)\)所在的第i行和第j列的所有元素,剩下的元素按照它原有的位置得到的一個二階行列式稱為元素\(a_{ij}的余子式\),記作\(M_{ij}\)。而將\((-1)^{i+j}*M_{ij}\)稱為元素\(a_{ij}\)的代數余子式,記作\(A_{ij}\),即\(A_{ij}=(-1)^{i+j}M_{ij}\)
定理1 (行列式按列展開規則) n階行列式d等於它的任意一列元素與它們對應的代數余子式之積的和。即:

定理2如果行列式D的第s列各元素與第t列各元素的代數余子式對應相乘后再相加,則當s≠t時,其和為零。則有:

因為行列式行列等價,所以上述定理對行也適用。
定理二即為代數余子式性質。

2矩陣

2.1矩陣運算:

2.1.1加法:

通常的矩陣加法被定義在兩個相同大小的矩陣。兩個m×n矩陣A和B的和,標記為A+B,一樣是個m×n矩陣,其內的各元素為其相對應元素相加后的值。例如:

也可以做矩陣的減法,只要其大小相同的話。A-B內的各元素為其相對應元素相減后的值,且此矩陣會和A、B有相同大小。例如:

2.1.2矩陣數量乘法

\(t*D=|a_{ij}*t|\)
滿足分配律,結合律

2.1.3矩陣乘法

設A為 的矩陣,B為 的矩陣,那么稱 的矩陣C為矩陣A與B的乘積,記作 ,其中矩陣C中的第 行第 列元素可以表示為:

如下所示:



滿足結合律,分配律。但不滿足交換律。
即一般情況下:AB不等於BA,如果等於,則稱A和B是可交換的。

2.1.4矩陣轉置

設A為m×n階矩陣(即m行n列),第i 行j 列的元素是a(i,j),即:
把m×n矩|陣A的行換成同序數的列得到一個n×m矩陣,此矩陣叫做A的轉置矩陣,記做
例如矩陣

的轉置矩陣為

一般的,若有等於,則稱該矩陣是對稱的。

2.2矩陣與行列式

一個方陣A的行列式為|A|,有\(|A^T|=|A|,|q*A|=q^n|A|,|AB|=|A||B|,|AB|=|BA|\)

2.3矩陣求逆

2.3.1伴隨矩陣

設矩陣
方陣的各元素的代數余子式\(A_{ij}\)所構成的如下矩陣\(A^*\)
該矩陣\(A^*\)稱為矩陣\(A\)的伴隨矩陣

2.4.1逆矩陣

設A是一個n階矩陣,若存在另一個n階矩陣B,使得: AB=BA=E ,則稱方陣A可逆,並稱方陣B是A的逆矩陣。記作\(B=A^{-1}\)
則有:
1.\({A^{-1}}^{-1}=A\)
2.若A可逆,則|A|不等於0,
3.若|A|不等於0,則A可逆,且\(A^{-1}=\dfrac{1}{|A|}*{A^*}\)
4.\({q*A}^{-1}=\dfrac{1}{q}*A^{-1}\)
5.{(AB)}{-1}=B{-1}*A^{-1}
6.\({(A^T)}^{-1}={(A^{-1})}^T\)
7.\(A^a*A^b=A^{a+b},{(A^a)^b}=A^{ab}\)

2.5矩陣的多項式(非矩陣多項式)


多項式之間可交換

引用

多引用於百度百科


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