行列式運演算法則,矩陣的運算及其運算規則 - 程式人生
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1、三角形行列式的值,等於對角線元素的乘積。
計算時,一般需要多次運算來把行列式轉換為上三角型或下三角型 2、交換行列式中的兩行(列),行列式變 ...
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行列式運演算法則,矩陣的運算及其運算規則
阿新••發佈:2018-11-04
1、三角形行列式的值,等於對角線元素的乘積。
計算時,一般需要多次運算來把行列式轉換為上三角型或下三角型2、交換行列式中的兩行(列),行列式變號3、行列式中某行(列)的公因子,可以提出放到行列式之外4、行列式的某行乘以a,加到另外一行,行列式不變,常用於消去某些元素5、若行列式中,兩行(列)完全一樣,則行列式為0;可以推論,如果兩行(列)成比例,行列式為06、行列式展開:行列式的值,等於其中某一行(列)的每個元素與其代數餘子式乘積的和;但若是另一行(列)的元素與本行(列)的代數餘子式乘積求和,則其和為07、在求解代數餘子式相關問題時,可以對行列式進行值替代,例如,為下面的5階行列式,求解代數餘子式的和A11+A12+A13+A14+A15時,可以將其轉換為求解中間的行列式值的問題;而求解餘子式的和M11+M12+M13+M14+M15,可以將其轉化為最右側行列式求值的問題。
8、克拉默法則:利用線性方程組的係數行列式求解方程,令係數行列式為D,Di為將等式右側的值替換到行列式的第i列,則行列式的i個解為:
9、齊次線性方程組:線上性方程組等式右側的常數項全部為0時,該方程組稱為齊次線性方程組,否則為非齊次線性方程組。
齊次線性方程組一定有零解,但不一定有非零解。
當D=0時,有非零解;當D!=0時,方程組無非零解。
矩陣運算:
一、矩陣的加法與減法
1、運算規則 設矩陣
則
兩個矩陣相加減,即它們相同位置的元素相加減!注意:只有對於兩個行數、列數分別相等的矩陣(即同型矩陣),加減法運算才有意義,即加減運算是可行的. 2、運算性質(假設運算都是可行的) 滿足交換律和結合律
交換律
;
結合律
.
二、矩陣與數的乘法
1、運算規則數
乘矩陣A,就是將數
乘矩陣A中的每一個元素,記為
或
. 特別地,稱
稱為
的負矩陣.
2、運算性質 滿足結合律和分配律 結合律:(λμ)A=λ(μA);(λ+μ)A=λA+μA. 分配律:λ(A+B)=λA+λB.典型例題例6.5.1 已知兩個矩陣
滿足矩陣方程
,求未知矩陣
.解 由已知條件知
三、矩陣與矩陣的乘法
1、運算規則 設
,
,則A與B的乘積
是這樣一個矩陣: (1)行數與(左矩陣)A相同,列數與(右矩陣)B相同,即
. (2)C的第
行第
列的元素
由A的第
行元素與B的第
列元素對應相乘,再取乘積之和.典型例題例6.5.2 設矩陣
計算
解
是
的矩陣.設它為
想一想:設列矩陣
,行矩陣
,
和
的行數和列數分別是多少呢
是3×3的矩陣,
是1×1的矩陣,即
只有一個元素.課堂練習 1、設
,
,求
.
2、在第1道練習題中,兩個矩陣相乘的順序是A在左邊,B在右邊,稱為A左乘B或B右乘A.如果交換順序,讓B在左邊,A在右邊,即A右乘B,運算還能進行嗎?請算算試試看.並由此思考:兩個矩陣應當滿足什麼條件,才能夠做乘法運算.
3、設列矩陣
,行矩陣
,求
和
,比較兩個計算結果,能得出什麼結論嗎?
4、設三階方陣
,三階單位陣為
,試求和,並將計算結果與A比較,看有什麼樣的結論.
解: 第1題
. 第2題 對於
,
. 求是有意義的,而是無意義的.
結論1 只有在下列情況下,兩個矩陣的乘法才有意義,或說乘法運算是可行的:左矩陣的列數=右矩陣的行數.
第3題
是矩陣,是的矩陣.
.
結論2 在矩陣的乘法中,必須注意相乘的順序.即使在與均有意義時,也未必有=成立.可見矩陣乘法不滿足交換律.
第4題 計算得:
.
結論3 方陣A和它同階的單位陣作乘積,結果仍為A,即
. 單位陣在矩陣乘法中的作用相當於數1在我們普通乘法中的作用.典型例題例6.5.3 設
,試計算和
.解
.
結論4 兩個非零矩陣的乘積可以是零矩陣.由此若,不能得出或的結論.
例6.5.4 利用矩陣的乘法,三元線性方程組
可以寫成矩陣的形式
=
若記係數、未知量和常數項構成的三個矩陣分別為
,
,
, 則線性方程組又可以簡寫為矩陣方程的形式:
2、運算性質(假設運算都是可行的)
(1) 結合律
(2) 分配律
(左分配律);
(右分配律).
(3)
3、方陣的冪定義:設A是方陣,是一個正整數,規定,
顯然,記號表示個A的連乘積.
四、矩陣的轉置
1、定義
定義:將矩陣A的行換成同序號的列所得到的新矩陣稱為矩陣A的轉置矩陣,記作
或
. 例如,矩陣
的轉置矩陣為
.
2、運算性質(假設運算都是可行的)
(1)
(2)
(3)
(4) 是常數.
2、運算性質(假設運算都是可行的)
(1)
(2)
(3)
(4) , 是常數.
典型例題 例6.5.5 利用矩陣
驗證運算性質:
解
而
所以
.
定義:如果方陣滿足,即,則稱A為對稱矩陣.
對稱矩陣的特點是:它的元素以主對角線為對稱軸對應相等.
五、方陣的行列式
1、定義
定義:由方陣A的元素所構成的行列式(各元素的位置不變),稱為方陣A的行列式,記作
或
2、運算性質
(1)
(行列式的性質)
(2)
,特別地:
(3)
(
是常數,A的階數為n)思考:設A為
階方陣,那麼
的行列式
與A的行列式
之間的關係為什麼不是
,而是
? 不妨自行設計一個二階方陣,計算一下
和
. 例如
,則
. 於是
,而
.思考:設
,有幾種方法可以求
?解 方法一:先求矩陣乘法
,得到一個二階方陣,再求其行列式. 方法二:先分別求行列式
,再取它們的乘積.
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