线性代数知识点总结
第一章行列式
(一)要点
1、 二阶、三阶行列式
2、 全排列和逆序数,奇偶排列(可以不介绍对换及有关定理)
,n 阶行列式的定义
3、 行列式的性质
4、 n 阶行列式 ^a i j ,元素a j 的余子式和代数余子式,行列式按行(列)展开定理
5、 克莱姆法则
(二)基本要求
1 、理解n 阶行列式的定义
2、掌握n 阶行列式的性质
3 、会用定义判定行列式中项的符号
4、理解和掌握行列式按行(列)展开的计算方法,即
a 1i A Ij ' a 2i A 2 j ' a ni A nj ^ 5、会用行列式的性质简化行列式的计算,并掌握几个基本方法:
归化为上三角或下三角行列式,
各行(列)元素之和等于同一个常数的行列式,
利用展开式计算
6、 掌握应用克莱姆法则的条件及结论
会用克莱姆法则解低阶的线性方程组
7、 了解n 个方程n 个未知量的齐次线性方程组有非零解的充要条件
第二章矩阵
(一)要点
1、 矩阵的概念
m n 矩阵A =(a j )mn 是一个矩阵表。
当 m =n 时,称A 为n 阶矩阵,此时由 A 的 元素按原来排列的形式构成的 n 阶行列式,称为矩阵 A 的行列式,记为 A .
注:矩阵和行列式是两个完全不同的两个概念。
2、 几种特殊的矩阵:对角阵;数量阵;单位阵;三角形矩阵;对称矩阵
a i 1A j 1 ■ a i2A j 2
• a in A jn = 〔
D
'
3、矩阵的运算;矩阵的加减法;数与矩阵的乘法;矩阵的转置;矩阵的乘法
(1矩阵的乘法不满足交换律和消去律,两个非零矩阵相乘可能是零矩阵。
如果两矩阵A与B相乘,有AB = BA ,则称矩阵A与B可换。
注:矩阵乘积不一定符合交换
(2)方阵的幕:对于n阶矩阵A及自然数k,
A k=A A A
, 1
k个
规定A° = I ,其中I为单位阵.
(3) 设多项式函数(J^a^ k∙a1∙k^l Z-心律∙∙a k,A为方阵,矩阵A的
多项式(A) = a0A k∙a1A k' …-∙-a k jA ■ a k I ,其中I 为单位阵。
(4)n阶矩阵A和B ,贝U AB=IAB .
(5)n 阶矩阵A ,则∣∕Λ =λn A
4、分块矩阵及其运算
5、逆矩阵:可逆矩阵(若矩阵A可逆,则其逆矩阵是唯一的);矩阵A的伴随矩阵记
*
为A ,
AA* = A*A = AE
矩阵可逆的充要条件;逆矩阵的性质。
6、矩阵的初等变换:初等变换与初等矩阵;初等变换和初等矩阵的关系;矩阵在等价
意义下的标准形;矩阵A可逆的又一充分必要条件:A可以表示成一些初等矩阵的乘积;
用初等变换求逆矩阵。
7、矩阵的秩:矩阵的k阶子式;矩阵秩的概念;用初等变换求矩阵的秩
8、矩阵的等价
(二)要求
1、理解矩阵的概念;矩阵的元素;矩阵的相等;矩阵的记号等
2、了解几种特殊的矩阵及其性质
3、掌握矩阵的乘法;数与矩阵的乘法;矩阵的加减法;矩阵的转置等运算及性质
4、理解和掌握逆矩阵的概念;矩阵可逆的充分条件;伴随矩阵和逆矩阵的关系;当A 可逆时,会用伴随矩阵求逆矩阵
5、了解分块矩阵及其运算的方法
(1)在对矩阵的分法符合分块矩阵运算规则的条件下,其分块矩阵的运算在形式上与不分块矩阵的运算是一致的。
(2)特殊分法的分块矩阵的乘法,例如A m n, B nl,将矩
阵B分块为
B =(b1 b2…b l),其中b j ( j =1,2,…丨)是矩阵B的第j列,
则
AB=AQ b 2…b)=(AR Ab 2…Ab l
)又如将n 阶矩阵P 分块为P =(P I 的第j 列.
P-I 0 O …O O λ2 O …O PJ ......... =(P I P2 …P n )
JD O O …打一
(3) 设对角分块矩阵
P 2…P n ),其中P j ( j =1,2,…n )是矩阵P
「站 O O O
O λ2 O …O 、
、 、 ... ……八
=C-I P I 九2 P 2 ^n P n ) -O O O …打一
,A PP (P= 1,2,…S)均为方阵,
A 可逆的充要条件是 A PP 均可逆,P =1,2,…S ,且
6、 理解和掌握矩阵的初等变换和初等矩阵及其有关理论;掌握矩阵的初等变换;化矩 阵为行最简形;会用初等变换求矩阵的秩、求逆矩阵
7、 理解矩阵的秩的概念以及初等变换不改变矩阵的秩等有关理论
8、 若矩阵A 经过有限次初等变换得到矩阵 B ,则称矩阵A 和矩阵B 等价,记为A 三B . m n
矩阵A 和B 等价当且仅当r(A)=r(B),在等价意义下的标准型: 若r(A) = r ,
则
-
U r O
AMD r , D r = I , I r 为「阶单位矩阵。
P 0 一 第三章线性方程组
(一)要点
1、 n 维向量;向量的线性运算及其有关运算律
因此n 阶矩阵A 可逆的充要条件为 A =I n
记所有n维向量的集合为R n, R n中定义了n维向量的线性运算,则称R n为n维向量空间。
2、向量间的线性关系
(1线性组合与线性表示;线性表示的判定
(2)线性相关与线性无关;向量组的线性相关与无关的判定
3、向量组的等价,向量组的秩;向量组的极大无关组及其求法;向量组的秩及其求法
(1设有两个向量组
:1, : 2,…:s (A)
2,…It (B)
向量组(A)和(B)可以相互表示,称向量组(A)和(B)等价。
向量组的等价具有
传递性。
(2)一个向量组的极大无关组不是惟一的,但其所含向量的个数相同,那么这个相同的个数定义为向量组的秩。
4、矩阵的秩与向量组的秩的关系
5、线性方程组的求解
(1)线性方程组的消元解法
(2)线性方程组解的存在性和唯一性的判定
(3)线性方程组解的结构
(4)齐次线性方程的基础解系与全部解的求法
(5)非齐次方程组解的求法
(二)要求
1、理解n维向量的概念;掌握向量的线性运算及有关的运算律
2、掌握向量的线性组合、线性表示、线性相关、线性无关等概念
3、掌握线性表示、线性相关、线性无关的有关定理
4、理解并掌握向量组的等价极大无关组、向量组的秩等概念;及极大无关组、向量组秩的求法
5、掌握线性方程组的矩阵形式、向量形式的表示方法
6、会用消元法解线性方程组
7、理解并掌握齐次方程组有非零解的充分条件及其判别方法
&理解并掌握齐次方程组的基础解系、全部解的概念及其求法
9、理解非齐次方程组与其导出组解的关系;掌握非齐次方程组的求解方法第四章矩阵的特征值与特征向量
(一)要点
1、矩阵的特征值与特征向量的定义;特征方程、特征值与特征向量的求法与性质
2、相似矩阵的定义、性质;矩阵可对角化的条件
3、实对称矩阵的特征值和特征向量
向量内积的定义及其性质;正交向量组;施密特正交化方法;正交矩阵;实对称矩阵的特征值与特征向量的性质;实对称矩阵的对角化
(二)要求
1、理解矩阵的特征值、特征向量的概念及有关性质
2、掌握特征值与特征向量的求法
3、理解并掌握相似矩阵的概念与性质
4、掌握判断矩阵与对角矩阵相似的条件及对角化的方法
5、会将实对称矩阵正交相似变换化为对角矩阵。
第五章二次型
(一)要点
1、二次型与对称矩阵:
二次型的定义;二次型与对称矩阵的对应关系
2、二次型与对称矩阵的标准形
配方法;初等变换法;正交变换法;合同矩阵;二次型及对称矩阵的标准形与规范形
3、二次型与对称矩阵的有定性
二次型与对称矩阵的正定、负定、半正定、半负定
(二)要求
1、理解并掌握二次型的定义及其矩阵的表示方法。
2 、会用三种非退化线性替换:即配方法、初等变换法、正交变换法化二次型为标准形及规范型
3、掌握二次型的正定、负定、半正定、半负定的定义,会判定二次型的正定性。