线性代数知识点归纳
B22
AB
A11B11
A22 B22
,
An
A1n1
A2n2
○ ○ b. 用对角矩阵 左 乘一个矩阵,相当于用 的对角线上的各元素依次乘此矩阵的 行 向量;
a1 0
B
0
a2
0
0
0 b11 b12
0
b21
b22
am
bm1
bm2
b1n a1b11
b2n
a2b21
bmn
○ ○ 对 A 施行一次初等 行 变换得到的矩阵,等于用相应的初等矩阵 左 乘 A ; ○ ○ 对 A 施行一次初等 列 变换得到的矩阵,等于用相应的初等矩阵 右 乘 A .
注意: 初等矩阵是行变换还是列变换,由其位置决定:左乘为初等行矩阵、右乘为初等列矩阵.
5. 矩阵的秩 关于 A 矩阵秩的描述: ①、 r(A) r , A 中有 r 阶子式不为 0, r 1阶子式 (存在的话) 全部为 0; ②、 r(A) r , A 的 r 阶子式全部为 0; ③、 r(A) r , A 中存在 r 阶子式不为 0;
☻矩阵的秩的性质:
① A O r(A) ≥1; A O r(A) 0 ; 0 ≤ r( Amn ) ≤ min(m, n)
② r( A) r( AT ) r( AT A)
③ r(kA) r(A) 其中k 0
④
若Amn
,
Bns
,
若r
(
AB)
0
r(A) r(B) n B的列向量全部是Ax
初等列变换
B
X
(II)的解法:将等式两边转置化为AT X T BT, 用(I)的方法求出X T,再转置得X
第三部分 线性方程组
1. 向量组的线性表示
2. 向量组的线性相关性
3. 向量组的秩
4. 向量空间
5.线性方程组的解的判定
6. 线性方程组的解的结构(通解)
(1)齐次线性方程组的解的结构(基础解系与通解的关系)
(2)非齐次线性方程组的解的结构(通解)
1.线性表示:对于给定向量组 ,1,2 , ,n ,若存在一组数 k1, k2 , , kn 使得 k11 k22 knn ,
则称 是1,2 , ,n 的线性组合,或称称 可由1,2 , ,n 的线性表示.
线性表示的判别定理:
可由1,2 , ,n 的线性表示
a1n x1 b1
a2n
x2
b2
Ax
amn xm bm
x1
b1
an
x2
(全部按列分块,其中
b2
);
xn
bn
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④、 a1x1 a2 x2 an xn (线性表出) ⑤、有解的充要条件: r(A) r(A, ) n ( n 为未知数的个数或维数)
0的解
⑤ r( AB) ≤ minr(A), r(B)
⑥ 若 P 、 Q 可逆,则 r(A) r(PA) r(AQ) r(PAQ) ; 即:可逆矩阵不影响矩阵的秩.
Ax 只有零解
⑦
若
r(
Amn
)
n
r(AB) r(B) A在矩阵乘法中有左消去律
AB O B O AB AC B C
4. 代数余子式和余子式的关系: Mij (1)i j Aij
第二部分 矩阵
1. 矩阵的运算性质
Aij (1)i j Mij
2. 矩阵求逆
3. 矩阵的秩的性质
4. 矩阵方程的求解
a11 a12
1.
矩阵的定义
由
m
n
个数排成的
m
行
n
列的表
A
a21
a22
am1 am2
记作: A aij mn 或 Amn
线性代数复习要点
第一部分 行列式
1. 排列的逆序数
2. 行列式按行(列)展开法则
3. 行列式的性质及行列式的计算
行列式的定义
1. 行列式的计算:
a11 a12 ① (定义法) Dn a21 a22
an1 an2
a1n
a2n
(1) a a ( j1 j2 jn ) 1 j1 2 j2
anjn
j1 j2 jn
;
若
r
(
Bns
)
n
r(AB) r(B) B在矩阵乘法中有右消去律.
⑧
若r(
A)
r
A与唯一的
Er O
O O
等价,称
Er O
O O
为矩阵A的
等价标准型.
⑨ r(A B) ≤ r(A) r(B) , maxr(A), r(B) ≤ r(A, B) ≤ r(A) r(B)
⑩
r
A O
由 n 个未知数 m 个方程的方程组构成 n 元线性方程:
a11 x1 a12 x2
①、 a21 x1 a22 x2
am1 x1 am2 x2
a1n xn b1
a2n xn b2 有解
anm xn bn
a11 a12
②、
a21
a22
am1 am2
③、 a1 a2
ambm1
a1b12 a2b22
ambm2
a1b1n
a2b2n
ambmn
○ ○ c. 用对角矩阵 右 乘一个矩阵,相当于用 的对角线上的各元素依次乘此矩阵的 列 向量.
b11 b12
B
b21
b22
bm1 bm2
b1n a1 0
b2n
0
a2
bmn
0
0
0 a1b11
0
a1b21
O
B
O
B
A
1
B1
B
A1
A O 1 A1
O
C
B
B
1CA1
B
a1
④
a2
a3
1
1 a1
1 a2
,
1 a3
a3
a2
a1
1
1 a1
1 a2
1 a3
⑤ 配方法或者待定系数法 (逆矩阵的定义 AB BA E A1 B )
3. 行阶梯形矩阵 可画出一条阶梯线,线的下方全为 0 ;每个台阶只有一行,台阶数即是非零行的行数,阶梯线的竖
a. 对称矩阵和反对称矩阵: A 是对称矩阵
A AT .
A 是反对称矩阵
A AT .
b.
分块矩阵的转置矩阵:
A C
B
T
AT
D
BT
CT
DT
A11 A21
⑥ 伴随矩阵:
A*
Aij
T
A12
A22
A1n
A2n
An1
An
2
,
Aij 为
A
中各个元素的代数余子式.
Ann
AA* A* A A E , A* A n1 , A1 A 1 .
使问题简化以例计算.
⑩ (数学归纳法)
n
2. 对于 n 阶行列式 A ,恒有: E A n (1)k Sknk ,其中 Sk 为 k 阶主子式; k 1
3. 证明 A 0 的方法:
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①、 A A ; ②、反证法; ③、构造齐次方程组 Ax 0 ,证明其有非零解; ④、利用秩,证明 r(A) n ; ⑤、证明 0 是其特征值.
分块对角阵的伴随矩阵:
A
* BA*
B
AB*
B
A*
(1)mn
B A
(1)mn A B
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矩阵转置的性质: ( AT )T A
( AB)T BT AT
AT A
( A1)T ( AT )1
( AT ) ( A )T
矩阵可逆的性质: ( A1)1 A
11 x1 x2 ⑥ 范德蒙德行列式: x12 x22
O an1
O
1
xn
xn2
xi x j
1 jin
x x n1
n1
1
2
xn1 n
abb
b
bab ⑦ a b 型公式: b b a
b
n1
b [a (n 1)b](a b)
bbb
a
⑧ (升阶法)在原行列式中增加一行一列,保持原行列式不变的方法.
线后面的第一个元素非零. 当非零行的第一个非零元为 1,且这些非零元所在列的其他元素都是 0 时,
称为行最简形矩阵
4. 初等变换与初等矩阵 对换变换、倍乘变换、倍加(或消法)变换
初等变换
初等矩阵
初等矩阵的逆
初等矩阵的行列式
ri rj ( ci c j ) ri k ( ci k ) ri rj k ( ci c j k )
( A)1
A A
( Ak ) ( A )k
Ak A k
AA AA A E (无条件恒成立)
①伴随矩阵法 A1 A A
○注 :
a
c
b 1
1 d
d
ad
bc
c
b
a
主 换位 副 变号
② 初等变换法 ( A E) 初等行变换(E A1)
③
分块矩阵的逆矩阵:
A
1
A1
B
B
1
A C 1 A1 A1CB1
( AB)1 B1 A1 A1 A 1 ( A1)k ( Ak )1 Ak
伴随矩阵的性质: ( A) A n2 A ( AB) B A
n
r
(
A
)
1
0
若r( A) n 若r( A) n 1 若r( A) n 1