線性代數期末大總結I

2022-05-29 20:57:11 字數 2298 閱讀 1222

n階行列式的計算:

\[\left|\begina_ & a_ & \cdots & a_ \\a_ & a_ & \cdots & a_ \\\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\a_ & a_ & \cdots & a_\end\right|=\sum(-1)^a_a_\cdots a_

\]其中t為排列\(p_1p_2p_3 \cdots p_n\)的逆序數,由於這樣的排列共有\(n!\)個,所以n階行列式共有\(n!\)項。

行列式的性質:

\[則d=\left|\begina_ & a_ & \cdots & a_ \\\vdots & \vdots & & \vdots \\a_ & a_ & \cdots & a_ \\\vdots & \vdots & & \vdots \\a_ & a_ & \cdots & a_\end\right|+\left|\begina_ & a_ & \cdots & a_ \\\vdots & \vdots & & \vdots \\a_^, & a_^, & \cdots & a_^, \\\vdots & \vdots & & \vdots \\a_ & a_ & \cdots & a_\end\right|

\]行列式等於它的任一行/列各個元素與其對應得代數余子式乘積得和。

\[|a^t|=|a|\\

|\lambda a|=\lambda^n|a|\\

|ab|=|a||b|

\]其中\(a_\)為\(|a|\)的代數余子式

\[矩陣a的伴隨矩陣a^*=

\left[

\begin

a_ & a_ & \cdots & a_ \\

a_ & a_ & \cdots & a_ \\

\vdots & \vdots & & \vdots \\

a_ & a_ & \cdots & a_ \\

\end

\right] \\

可得:aa^*=a^*a=|a|e

\]

定義:對於n階矩陣a,如果有乙個n階矩陣b使得\(ab=ba=e\),那麼稱a可逆,b為a的逆矩陣。

當\(|a|=0\)時,a稱為奇異矩陣,否則稱為非奇異矩陣。由以上兩定理可知:

a是可逆矩陣的充分必要條件是\(|a| \neq 0\),即可逆矩陣就是非奇異矩陣。

逆矩陣滿足下述運算規律:

\[(a^)^=a \\

(\lambda a)^=\frac} \\

(ab)^=b^a^

\]設\(\varphi (a)=a_0e + a_1a + \cdots + a_ma^m\)為矩陣a的m次多項式。

\[a=\left[\begina_ & \cdots & a_\\\vdots & & \vdots\\a_ & \cdots & a_\\\end\right]\\a^t=\left[\begina_^t & \cdots & a_^t\\\vdots & & \vdots\\a_^t & \cdots & a_^t\\\end\right]

\]\[a=\left[\begina_ \\& a_2\\& & \ddots\\& & & a_s\end\right]

\]分塊對角矩陣有如下性質:

\[|a|=|a_1||a_2|\cdots|a_s|\\a^=\left[\begina_^ \\& a_2^\\& & \ddots\\& & & a_s^\end\right]

\]

行階梯形矩陣:非零行在零行上面,非零行的首非零元素所在列在上一行的首非零元素所在列的右面。

行最簡形矩陣:非零行的首非零元為1,首非零元所在的列的其餘元均為0。

方陣a可逆的充要條件是存在有限個初等矩陣\(p_1p_2\cdots p_l\)使得\(a=p_1p_2\cdots p_l\)。

可推出:方陣a可逆的充要條件是a與e行等價

k階子式與秩:在m行n列的矩陣a中,任取k行k列,位於這些行列交叉處的元素,不改變相對位置而得到的k階行列式,稱為a的k階子式。a的最高端子式設為r階子式,那麼r就為a的秩 ,記作r(a)=r

性質(不完全):

n元線性方程組\(ax=b\) 。

\(ax=0\)有非零解的充要條件是\(r(a)。

矩陣方程\(ax=b\)有解的充要條件是\(r(a)=r(a,b)\)。

設\(ab=c\),則\(r(c)\leq min\\)

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