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矩阵线代课件


07年考题
0 1 0 0
设矩阵
A
0 0
0 0
1 0
0 1
,则A3
的秩为
0
0
0
0
06 年考题:
1.
(数四,4 分)设A
2 1
1
2 ,
且 BA B 2E ,则 B=
2. (数一二三四,4 分)设 A 是三阶方阵,将 A 的第二行加到第一行得 B, 再将 B 的第一列
的-1
倍加到第二列得
如 A 与 B 是同阶阵,则 A、B 等价 存在可逆阵 P、Q,使得 PAQ=B;
注意
• 等价,相似与合同三者的区别联系
矩阵的秩:
• 非0子式的最大阶数
秩为 r 的 m n 阶矩阵的 等价标准型
Er 0
0 0mn
07年考题
0 1 0 0
设矩阵
A
0 0
0 0
1 0
0 1
,则A3
的秩为
假设 A
aij
,B
sn
bij

nt
AB A(1, 2 , , t ) ( A1, A2 ,
是有意义的;
, At )
B1 AB1
AB
A
B2
AB2
有意义吗?
Bs
ABs
常见分块
1.
2
2
分块
A1 A3
A2 A4
;2.对角分块
A1
Ak
A1 A2
3.行、列分块
C,P
1 0
1 1
0
0 ,
0
0
1
则 (A) C= P1AP , (C) C=PT AP ,
(B) C=PAP1 , (D) C=PAPT
05 年考题: 1. (数四,4 分)设 A,B,C 均为 n 阶矩阵,E 为 n 阶单位矩阵,如 B=E+AB,C=A+CA,则 B-C= (A) E, (B) –E, (C) A, (D), -A
初等阵与初等变换的关系 左乘------行变换 右乘------列变换
倍法阵:
1
1
Pi (k)
k
(i )
1
1
消法阵:
1
Pij (k)
1
k
1
(i )
(
j)
1
04 年考题:
1. (数一、二)设 A 是三阶方阵,将 A 的第一,
二列互换得 B,将 B 的第二列加到第三列得 C,
c11 c12
c21
c22
cm1 cm2
a1n b11 b12
a2n
b21
b22
amn bn1 bn2
c1s
c2 s
cms
b1s
b2 s
bns
其中: cij ai1b1 j ai2b2 j ainbnj
注意:矩阵的乘积
(1) 不能交换: AB BA (2)不能消去:AB AC B C
注意(1)一般先演算,再计算;
(2)AX=B 用(A,B) 行变换 E , X ,
XA=B 用
则满足 AQ C 的可逆阵 Q 为:
(A)
0 1
1 0
0 0
1 0 1
(C)
0 1
1 0
0 0
0 1 1
(B)
0 1
1 0
0 1
0 0 1
(D)
0 1
1 0
1 0
0 0 1
2.(数四,4 分)设
0 A 1
1 0
0 0

0 0 1
B P1AP ,其中 P 为可逆阵,
则 B2004 2 A2
11、如 P、Q 可逆,则秩(PAQ) =秩(A)。
例、(96)设 A 是 4×3 阵, 秩 A=2,
1 0 2
B=
0 1
2 0
0 3
,则秩
AB=
.
12、秩(AB) min{秩(A),秩(B)}。
13、max﹛秩(A),秩(B)﹜≤秩(A│B)
≤秩(A)+秩(B),
max﹛秩(A),秩(B)﹜≤秩
第二章、矩阵
考试要求: 1.理解矩阵的概念,了解单位阵、对角 阵、数量阵、(上、下)三角阵、(反) 对称阵,以及其性质; 2.掌握矩阵的线性运算、乘法、转置, 以及它们的运算规律,了解方阵的幂与方 阵乘积的行列式;
3 理解逆矩阵的概念,掌握逆矩阵的性 质,以及矩阵可逆的充分必要条件,理 解伴随矩阵的概念,会用伴随矩阵求逆 矩阵; 4 掌握矩阵的初等变换,了解初等阵的 性质和矩阵等价的概念,理解矩阵秩的 概念,掌握用初等变换求矩阵的秩和逆 矩阵的方法; 5 了解分块矩阵及其运算。
问:何时能交换?何时能消去?
逆矩阵:
• 如A、B是同阶方阵,AB=BA=E, 则称A是B的逆矩阵
(注:只要AB=E或BA=E)
伴随阵:
A A ji ,其中 A a ij , Aij
是 aij 的代数余子式
换位阵: Pij
1
1
0
1
(i)
1
1
1
0
(
j)
1
1
注意
考点总结
• 矩阵运算(含分块,逆运算和 矩阵方程)
• 初等阵与初等变换 • 矩阵的秩
概念
单位阵;对角阵;数量阵;(上、下)三 角阵;(反)对称阵;逆矩阵;、伴随阵 ; 初等阵;初等变换:(1)换位;(2)倍法; (3)消去(注:左(右)乘相应的初等阵相 当于进行相 应 的初等行(列)变换);
矩阵等价; 矩阵的秩;矩阵的运算(加、数 乘、乘、转置);矩阵的分块运算。
a b b
例:设
A
b b
a b
b a
,若
A
的伴随阵的秩
为 1,则必有
(A) a b 或 a 2b 0 ,
(B) a b 或a 2b 0
(C) a b 且 a 2b 0 , (D) a b 且 a 2b 0
10、如 A、B 是同阶阵,则秩(A) =秩(B) A 与 B 等价。
则 An

1 0 1
例、(99) A 0 2 0 ,n 2,
1 0 1
则 An 2An1
例、设 A 是 3 阶方阵,A =1/2, 求 (3 A) 1 2 A 。
例:若三阶阵 A,B 满足 A2B A B E ,
1 0 1
且 A 0 2 0 ,求B 。
2
0
1
例:设 为 3 维列向量,如
1 1 1
T
1
1
1 ,则
1 1 1
T

例、设 3 阶实矩阵 A aij ,满足:
(1) aij Aij , (i, j 1,2,3) ,
(2) a11 0 ,计算A 。
例、(94) (1,2,3), (1,1/ 2,1/ 3), A T ,
3.(
数三,4 分)设矩阵A
aij
满足
33
A* AT ,如 a11, a12.a13 为相等的正数,则
a11, a12 .a13 为
(A) 3 。(B)3。(C)1。(D) 3 。 3
04 年考题:
1. (数一、二)设 A 是三阶方阵,将 A 的第一,
二列互换得 B,将 B 的第二列加到第三列得 C,
0
0
0
0
0 1 0 0
A
0
0
1
0
,如何计算
A3

0 0 0 1
0
0
0
0
例:设 n(n 3) 阶矩阵
1
A
a
a
a 1 a
a
a 1
的秩为
n
1
则 a 必为
(A) 1; (B) 1/(1-n); (C) –1; (D) 1/(n-1)
分块运算
• 数乘 • 加法 • 乘法
• 分块后将每一块看成数,然后按一般矩阵进行 运算。
则满足 AQ C 的可逆阵 Q 为:
(A)
0 1
1 0
0 0
1 0 1
(C)
0 1
1 0
0 0
0 1 1
(B)
0 1
1 0
0 1
0 0 1
(D)
0 1
1 0
1 0
0 0 1
0
例、P1 1
1 0
0
1
0 ,P2 0
0 1
0 0
,
A
a11 a21
a12 a22
a13 a23 ,
例:若三阶阵 A,B 满足 AB 2 A B,
2 0 2
B 0 4 0 求( A E ) 1
2
0
2
基本题型:求逆矩阵
基本方法 (1)用定义; (2)用伴随矩阵(要注意符号和排列方式); (3)初等变换; (4)用性质、结构(对角、次对角、
分块等) 、矩阵运算。
解矩阵方程:基本方法是初等变换.
3.(数三四,4 分)设 n 阶方阵 A,B 等价,则必有: (A) 当 A a, (a 0) 时, B a
(B) 当 A a, (a 0) 时, B a (C) 当 A 0 时, B 0 (D) 当 A 0 时, B 0
基本题型:
矩阵运算(加、数乘、乘、转置、伴随; 与行列式、向量等相结合);
4. (kA)* k n1A*, (A*)* A n2 A 其中 A 为 n 阶可逆方阵。
5、 CA
0 B
1
A1 B1CA1
0 B1

0A
CB1
A1 0
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