一、行列式
1.排列:由个不同数码1,2,……,组成的有序数组
12……
n。
2.逆序:在一个级排列
12……
n
中,如果有较大的数
t
排在较小的数
s
前面,
则称与构成一个逆序。
一个级排列中逆序的总数称为它的逆序数,逆序数是奇数称为奇排列,是偶数或0称为偶排列。
3.定理1:任意一个排列经过一个对换后奇偶性改变。
定理2:个数码(>1)
共有!个级排列,其中奇偶排列各占一半。
4.用2个元素(=1,2, ……)组成的记号
称为阶行列式,其中横排称为行,纵排称为列。
称为第行第列的元素,阶行列式表示所有可能取自不同的行,不同的列的个元素乘积的代数和,一般项可以写为
其中
12…n 构成一个级排列,当
12…n
取遍所有的级排列时,则得到阶
行列式表示的代数和中所有的项。
5.主对角线:行列式中从左上角到右下角的对角线。
6.主对角线右上方元素全为0的行列式为下三角行列式,左下方元素全为0
为上三角行列式,主对角线左上方和右上方元素全为0,主对角线上元素不全为0的行列式为对角行列式,它们的值均等于主对角线上元素的乘积。
7.行列式性质1 行列式转置,值不变,即D T=D
8.性质2 交换行列式的两行(列),行列式的值变号,即D
1
=D。
9.性质3 用数乘行列式的某一行(列),等于数乘此行列式 ,即D
1
=D。
10.性质4 若将行列式中某一行(列)的每一个元素写成两个数的和,则此行
列式可以写成两个行列式的和,这两个行列式分别以这两个数为所在行(列)
对应位置的元素,其他位置的元素与原行列式相同,即D=D
1+D
2
11.推论:①若行列式中有两行(列)的对应元素相同,则此行列式值为0。
②若行列式中有两行(列)的对应元素成比例,则此行列式值为0。
③若行列式某行(列)的所有元素有公因子,则公因子可提到行列式外面。
④将行列式某一行(列)的所有元素同乘以数后加到另一行(列)对应位
置的元素上,行列式值不变。
12.余子式M:在阶行列式D=||中去掉元素所在的第行第列后,余
下的-1阶行列式。
13.代数余子式A:在余子式M前添加符号(-1)i+j。
14.阶行列式D=||等于它的任意一行(列)的各元素与其对应代数余子式
乘积的和。
15.克莱姆法则:线性方程组当其系数行列式D≠0时,有且仅有唯一解,特殊:
齐次线性方程组当其系数行列式D≠0时,有且仅有零解,D=0时,有非零
解。
二、矩阵
1.矩阵:由m×n个数(=1,2,…,m;=1, 2, …, n)按一定次序排列成
的一个m行n列的矩形表。
2.相等:两个矩阵A,B有相同的行数与列数,且对应位置上的元素均相等。
3.矩阵的和:两个m行n列矩阵A=,B=()对应位置元素相加得到的m
行n列矩阵。
4.数乘:以数k乘矩阵A的每一个元素,记作kA。
5.区别:矩阵提公因子是矩阵所有元素都乘公因子,公因子提一次;行列式提
公因子是一行(列)提一次,若所有元素都有公因子,则外提n次公因子。
6.相乘条件:设矩阵A=的列数与矩阵B=的行数相同。
7.矩阵乘法不满足消去律和交换律,AB=0不能推出A=0或B=0;AB=AC,A≠0
不能推出B=C;一般情况下AB≠BA,相乘必须注意顺序。
8.转置:将矩阵的行与列互换,有下列性质
9.逆矩阵:对于n阶矩阵A,如果存在n阶矩阵B,使得AB=BA=E。
逆矩阵是唯
一的,记作A-1,单位矩阵的逆矩阵是其本身。
10.伴随矩阵:由行列式A=||的元素的代数余子式构成的矩阵。
11.n阶矩阵A可逆的充分必要条件是A≠0,当A可逆时,有A-1=A*
12.初等变换求逆矩阵:①交换矩阵的两行(列)
②以一个非零的数k乘矩阵的某一行(列)
③把矩阵的某一行(列)的倍加于另一行(列)上
④(A E)→仅行初等变换→(E A-1)
13.设A为m×n阶矩阵,若A中不为零的子式的最高阶数为r,即存在r阶子式
不为零,而任何r+1阶子式皆为零,则称r为矩阵A的秩,记作r(A)=r
14.矩阵初等变换后,其秩不变。
15.若m×n阶矩阵A中,m<n,则一定r(A)<n
三、线性方程组
1.线性方程组有解的充分必要条件是r(A,b)=r(A),且当r(A,b)=n时有唯一
解,当r(A,b)<n时有无穷多解,n是未知量的个数。
2.齐次线性方程组有非零解的充分必要条件是r(A)<n
3.对于给定向量,,,…,,若存在一组数,,…,,使关系式
成立,则称向量是向量组,,…,的线性组合,或称向量可以由
向量组,,…,线性表示。
4.向量可以由向量组,,…,线性表示都重复必要条件是:以,
,…,为列向量的矩阵与以,,…,,为列向量的矩阵有相同的秩。
(对应于线性方程组有解的充分必要条件是r(A,b)=r(A))
5.向量组等价:两向量组可以互相线性表示。
自反性:任一向量组与其自身
等价。
对称性:若向量组(A)与(B)等价,则向量组(B)与(A)等价。
传递性:若向量组(A)与(B)等价,向量组(B)与(C)等价,则向量
组(A)与(C)等价。
6.对于向量组,,…,,若存在一组不全为零的数,,…,使关
系式
成立,则称向量组,,…,线性相关,(对应于齐次线性方程组有非零解,即r(A,b)=r(A)<n);若当且仅当…==0时成立,则称向量组,,…,线性无关。
(对应于齐次线性方程组仅有零解,即r(A,b)=r(A)=n)
7.向量组,,…,线性相关的充分必要条件是:以,,…,为列
向量的矩阵的秩小于向量的个数n(即齐次线性方程组的系数矩阵的秩r(A)<未知数的个数n);向量组,,…,线性无关的充分必要条件是:以,,…,为列向量的矩阵的秩等于向量的个数n(即齐次线性方程组的系数矩阵的秩r(A)=未知数的个数n)
8.如果,,…,是,,…,的线性无关部分组,它是极大无关
组的充分必要条件是:,,…,中每一个向量都可由,,…,
线性表示。
9.向量组的秩:向量组,,…,的极大无关组所含向量的个数
10.求一个向量组的极大无关组或秩,并将其余向量用此极大无关组线性表示:
一般用此向量组构造矩阵A,各向量作为A的列向量,并将A简化为阶梯形矩阵。
11.若,,…,是齐次线性方程组的解向量的一个极大线性无关组,则称
,,…,是此方程组的基础解系。
12.齐次线性方程组的全部解为c
1+ c
2
+…+(c
1
, c
2
,…为任
意常数)
13.Ax=0是非齐次线性方程组Ax=b的导出组
14.若是非齐次线性方程组的一个解,是其导出组的全部解,则非齐次线性
方程组的全部解为=+=+ c
1+ c
2
+…+(c
1
, c
2
,…为任意
常数)。