《线性代数期末考试重点》.doc
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《线性代数》的主要知识点
第一部分
行列式
概念:
n阶行列式展开式的特点:①共有n!项,正负各半;
②每项有n个元素相乘,且覆盖所有的行与列;
③每一项的符号为
元素的余子式以及代数余子式
行列式的性质
计算方法:
对角线法则
行列式的按行(列)展开 (另有异乘变零定理)
第二部分 矩阵
矩阵的乘积
注意:①不满足交换率(一般情况下)
②不满足消去率 (由AB=AC不能得出B=C)
③由AB=0不能得出A=0或B=0
④若AB=BA,则称A 与B是可换矩阵
2.矩阵的转置
满足的法则:,
3.矩阵的多项式 设,A为n阶方阵,则
称为A 的n次多项式。
对与对角矩阵有关的多项式有结论如下:
(1)如果 ,则
=
(2)若,则
4.逆矩阵:阶矩阵A,,若,则A,B互为逆矩阵。
n 阶矩阵A可逆;
(或表示为)即A为满秩矩阵;
A与E等价;
A可以表示成若干个初等矩阵的乘积;
A的列(行)向量组线性无关;
A的所有的特征值均不等于零
求法:①伴随矩阵法:
②初等变换法:或, E是单位矩阵
性质:(1)矩阵可逆,则的逆矩阵是唯一的
(2)设是阶矩阵,则有下列结论 ①若可逆,则也可逆,且
②若可逆,则也可逆,且
③若可逆,数,则可逆,且
④若为同阶矩阵且均可逆,则也可逆,且
5.方阵A的行列式:
满足下述运算规律(设为阶方阵,为数)
① ② ③
6.伴随矩阵:行列式的各个元素的代数余子式所构成的如下的矩阵
,称为矩阵的伴随矩阵(注意行与列的标记的不同)
伴随矩阵具有性质:
常见的公式有:① ②③ ④等
7.初等矩阵:由单位矩阵经过一次初等变换后所得的矩阵称为初等矩阵。
三种初等变换对应着三种初等矩阵,分别记为:
(1)(互换E的第、列)
(2)(E的第行乘以不为零的数)
(3)(把E的行的倍加到第行上)
初等矩阵具有下述性质:初等矩阵的转置仍为初等矩阵;初等矩阵都是可逆矩阵,其逆矩阵仍为初等矩阵且、、;
初等矩阵的行列式分别是 -1,k, 1。
8.矩阵的初等变换:初等行变换: 下面三种变换称为矩阵的初等行变换:
对调两行; 记为 对换第行
以数乘某一行中的所有元素; 记为 第行乘
把某一行所有元素的倍加到另一行对应的元素上去;记为 第行倍加到第行上。把定义中矩阵的行换成列,即得矩阵的初等列变换的定义.
矩阵的初等行变换和初等列变换统称矩阵初等变换
矩阵的初等变换与初等矩阵的关系:设A是一个矩阵,则
对A施行一次初等行变换,相当于在A的左边乘以相应的 阶初等矩阵;
对A施行一次初等列变换,相当于在A的右边乘以相应的 阶初等矩阵
9.矩阵的等价:如果矩阵经过有限次初等变换变成矩阵B,就称矩阵A与矩阵B等价。
且若矩阵经过有限次初等行变换变成矩阵B,就称矩阵A与B行等价;
若仅经过初等列变换,就称A与B列等价。
设为矩阵
①与行等价阶可逆矩阵,使得
②与列等价阶可逆矩阵,使得
③等价阶可逆矩阵,阶可逆矩阵,使得
利用矩阵的初等变换解矩阵方程
,,可以:
,,可以: ,从而解出X。
10.矩阵的秩:非零子式的最高阶数。记为
求法:A行阶梯形矩阵B,=B的非零行的行数。
相关公式:①若A是矩阵,则
② ③=
④若设为矩阵, 均为可逆矩阵,则
⑤,则
⑥若均为矩阵,则
⑦ ⑧若 ,则
11.分块矩阵:主要记住:
(1)分块对角矩阵:设为阶方程,若的分块矩阵只有在主对角线上有非零子块,
其余子块都为零矩阵,且非零子块都是方块,即
其行列式与逆矩阵具有下述性质:
①
②若,则,故可逆,并有:
③设是阶方阵, 是阶方阵,,且,则
另有:(2)设有分块矩阵,其中分别为阶、阶可逆矩阵,则矩阵可逆且
(3)设有分块矩阵,其中分别为阶、阶可逆矩阵,则
矩阵可逆且
第三部分 向量组
线性组合:给定向量组A:,对于任意一组实数,称向量
为向量组的一个线性组合,称为该线性组合的系数。
给定向量组A:和向量,如果存在一组数,使得
=
则向量是向量组A的线性组合,也称向量可以由向量组A线性表示
向量能由向量组A线性表示方程组 有解
矩阵A=()的秩等于矩阵B=(,)的秩
2.等价:设有两个向量组A:及B:,若B中的每个向量都可
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