线性代数-矩阵的初等变换与线性方程式

以下均为个人理解,如有错误,请大佬指出,小生立马就改正。

线性代数-矩阵的初等变换与线性方程式

  • 1. 矩阵的初等变换
  • 2. 行最简矩阵
    • 2.1 矩阵的秩
  • 3. 线性方程组的解

1. 矩阵的初等变换

定义:下面三种变换称为矩阵的初等行变换
①对换两行(对换i,j两行,记作 r i ← → r j r_i←→r_j rirj);
②以数k(k不等于0)乘以某一行中的所有元(第i行乘以k,记作 r i ∗ k r_i*k rik
③把某一行所有元的k倍加到另一行对应的元上去(第j行的k倍加到第i行上,记作 r i + k r j r_i+kr_j ri+krj

把定义中的换成,即得到矩阵的初等列变换的定义(所用记号是把r换成c)
矩阵的初等行变换初等列变换,统称为:初等变化

如果矩阵A有限次初等行变换变成矩阵B,就称矩阵A与矩阵B行等价
如果矩阵A有限次初等列变换变成矩阵B,就称矩阵A与矩阵B列等价
如果矩阵A有限次初等变换变成矩阵B,就称矩阵A与矩阵B等价

2. 行最简矩阵

首非零元:略
行阶梯矩阵:略
行最简矩阵:如果A是行阶梯矩阵,并且满足条件①非零行的非零元为1;②首非零元所在的列的其他元均定义0;

定理1:设A与B为m*n矩阵,那么
①矩阵A与矩阵B行等价的充分必要条件:存在m阶可逆矩阵P,使PA=B;
②矩阵A与矩阵B列等价的充分必要条件:存在n阶可逆矩阵Q,使AQ=B;
③矩阵A与矩阵B等价的充分必要条件:存在m阶可逆矩阵P和n阶可逆矩阵Q,使PAQ=B;

2.1 矩阵的秩

设在矩阵A中有一个不等于0的r阶子式D, 且所有r+1阶子式全等于0,那么D称为矩阵A的最高非零矩阵,数r称为矩阵的A的秩,记作R(A),并规定零矩阵的秩为0.

定理1可逆矩阵的秩等于矩阵的阶数,不可逆矩阵的秩小于矩阵的阶数。
定理2:若矩阵A与矩阵B等价,则R(A)=R(B);也就是说,等价即等秩

3. 线性方程组的解

{ 线 性 相 关 ← → 齐 次 线 性 方 程 : A x = 0 { 0 解 ( 线 性 无 关 ) r ( A ) = n 非 0 解 ( 线 性 相 关 ) r ( A ) < n 向 量 组 b 能 由 向 量 组 a 线 性 表 示 ← → 非 齐 次 线 性 方 程 : A x = B { 无 解 r ( A ) < r ( A , B ) 有 解 { 唯 一 解 r ( A ) = r ( A , B ) = n 无 穷 解 r ( A ) = r ( A , B ) < n \left\{ \begin{aligned} &线性相关&←→&齐次线性方程:A_x=0& \left\{\begin{aligned}&0解(线性无关)&r(A)=n&\\&非0解(线性相关)&r(A)线ba线线Ax=0线Ax=B{0线0线r(A)=nr(A)<nr(A)<r(A,B){r(A)=r(A,B)=nr(A)=r(A,B)<n

你可能感兴趣的:(数,线性代数)