考研数学线性代数知识点框架(6)
一些特殊的矩阵:单位阵、对角阵、初等矩阵。尤其要注意,初等矩阵是单位阵经过一次初等变换得到的矩阵。每一个初等矩阵对应一个初等变换,因为左乘的形式为PA(P为初等矩阵),将A写成行向量组的形式,PA意味着对A做了一次初等行变换;同理,AP意味着对A做了一次初等列变换,故左乘对应行变换,右乘对应列变换。
若AB=E,则称A为可逆矩阵,B是A的逆阵,同样,这时的B也是可逆矩阵,注意可逆矩阵一定是方阵。
第一种求逆阵的方法:伴随阵。这种方法的理论依据是行列式的按行(列)展开。
矩阵可逆,行列式不为零,行(列)向量组线性无关,满秩,要注意这些结论之间的充分必要性。
单位阵和初等矩阵都是可逆的。
若矩阵可逆,则一定可以通过初等变换化为单位阵,这是不难理解的,因为初等矩阵满秩,故最后化成的阶梯型(最简形)中非零行数目等于行数,主元数目等于列数,这即是单位阵。进一步,既然可逆矩阵可以通过初等变换化为单位阵,而初等变换对应的是初等矩阵,即意味着:可逆矩阵可以通过左(右)乘一系列初等矩阵化为单位阵,换言之可逆矩阵可看作是一系列初等矩阵的乘积,因为单位阵在乘积中可略去。
可逆矩阵作为因子不会改变被乘(无论左乘右乘)的矩阵的秩。
由于可逆矩阵可以看作是一系列初等矩阵的乘积,可以想象,同样的这一系列初等矩阵作用在单位阵上,结果是将这个单位阵变为原来矩阵的逆阵,由此引出求逆阵的第二种方法:初等变换。需要注意的是这个过程中不能混用行列变换,且同样是左乘对应行变换,右乘对应列变换。
矩阵分块,即可把矩阵中的某些行和列的元素看作一个整体,对这些被看作是整体的对象构成的新的矩阵,运算法则仍然适用。将矩阵看成一些列行向量组或列向量组的形式,实际也就是一种最常见的对矩阵进行分块的方式。
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