矩阵分析与应用-01-线代概念回顾

矩阵:1.矩阵是一个向量组,由许多 行向量 和 纵向量 组成。2.矩阵方程求解 用增广矩阵初等变换化为 E 。齐次/非齐次方程组 的解用 初等变化化为行最简阶梯型。3.初步认为由多元一次方程组的系数组成(区别于矩阵初等变换求解矩阵方程)。矩阵是一种线性变换,可以将一些向量转化为另一种向量。4.矩阵乘法没有消去律与交换律

逆矩阵:对于n阶矩阵A,如果有一个n阶矩阵B,使 AB = BA = E, 则说矩阵A是可逆的,并把矩阵B称为A的逆矩阵。当 |A| =0 时,A称为奇异矩阵。可逆矩阵一定是非奇异矩阵,因为矩阵可逆的充分必要条件是 |A|不为0。

矩阵的秩:矩阵A的行阶梯形中非零行的行数,就是矩阵A的秩。 对于n阶矩阵A,由于A的n阶子式只有一个|A|,故当 |A|不为0时R(A)=n,当|A|=0时R(A)

线性方程组的解:矩阵在数学上的基本的应用就是解线性方程组,这也是贯穿整个课本的样例。一个复杂的线性方程组可以表示为Ax=b,其中x,b是向量。通过求A的秩可以判定方程组的解:无解的充分必要条件是R(A) < R(A,b);有唯一解的充分必要条件是R(A) = R(A,b) = n;有无限多解的充分必要条件是R(A) = R(A,b) < n。

矩阵的分类

1.相等矩阵(矩阵的形状相同(行数的列数),对应元素相同)

2.同形矩阵(矩阵的形状相同)

3.方阵(1.只有方阵具有对角线,2.矩阵中行和列都相同为方阵,3.从左上到右下的对角线称为主对角线,从右上到左下的对角线称为此对角线),对于任何的方阵A,A+A^T是对称矩阵。

4.上三角矩阵、下三角矩阵(上:主对角线的右上方元素非零,其他元素为零。下:主对角线的左下方元素非零,其他元素为零)

5.对角矩阵(首先是方阵,其次只有主对角线元素非零,矩阵中其他元素为零):可记作D = diag[a_1,a_2,...,a_N]

6.单位矩阵:常用E表示(方阵),只有主对角元素为1,其他都为0的方阵。

7.零矩阵:所有元素都为0.

8.对称矩阵:元素以对角线为对称轴对应位置相等的矩阵叫做对称矩阵,A = A^T。具有以下特性:①对称矩阵中a_{ij} = a_{ji}。②对称矩阵一定是方阵并且AA+A^T是对称矩阵。③除对角线以外的其他元素均为0的矩阵叫做对角矩阵。④矩阵中每一个元素都是实数的对称矩阵叫做实对称矩阵。

矩阵的运算

1.矩阵的加减:必须是同形矩阵(矩阵加减有交换律,矩阵乘法没有交换律)。

矩阵分析与应用-01-线代概念回顾_第1张图片

2.矩阵的数乘 

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 3.矩阵与向量的乘法:矩阵的列数要等于向量的行数,计算方法:一行成一列。

矩阵分析与应用-01-线代概念回顾_第3张图片

 4.矩阵与矩阵的乘法

 5.矩阵的转置:把矩阵的行和列相互交换所产生的矩阵称为A的转置矩阵,这一过程叫做矩阵的转置。记作A^TA的转置。

其中:(A^T)^T = A

(\lambda A)^T = \lambda A^T

(AB)^T = B^TA^T

(A+B)^T = A^T +B^T

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