矩阵的加法与系数积(完整版)实用资料.doc
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矩阵的加法与系数积(完整版)实用资料(可以直接使用,可编辑完整版实用资料,欢迎下载)1—1矩陣的加法與係數積例題1(矩陣的加、減法與係數積)設A,B,求矩陣6(A),(4A2B)。詳解:例題2(利用矩陣的加、減法與係數積解矩陣方程式)設A,B,且3(XA2B)XA,求矩陣X。詳解:1—2矩陣的乘法及反方陣例題3(矩陣的乘法)設A,B,試求AB與BA。詳解:例題4(求二階及三階方陣的反方陣)求下列方陣的反方陣:(1)。(2)。詳解:1—3二階方陣所對應的平面變換例題5(求已知點經平面變換後之點坐標)在坐標平面上,將點P(-4,2)作下列各變換,試分別求變換後之點坐標。(1)平移(3,-1)。(2)以原點為中心,旋轉30°。(3)以原點為中心,伸縮3倍。(4)對直線()x()y0鏡射。(5)沿x軸推移y坐標的-2倍。詳解:例題6(求已知方程式經平面變換後之新方程式)試求:雙曲線對直線yx鏡射所得圖形之方程式。圓x2y21沿x軸推移y坐標的倍所得圖形之方程式。詳解:求逆矩阵的方法与矩阵的秩一、矩阵的初等行变换(由定理2.4给出的求逆矩阵的伴随矩阵法,要求计算矩阵A的行列式值和它的伴随矩阵.当A的阶数较高时,它的计算量是很大的,因此用伴随矩阵法求逆矩阵是不方便的.下面介绍利用矩阵初等行变换求逆矩阵的方法.在介绍这种方法之前,先给出矩阵初等行变换的定义.)定义2.13矩阵的初等行变换是指对矩阵进行下列三种变换:(1)将矩阵中某两行对换位置;(2)将某一行遍乘一个非零常数k;(3)将矩阵的某一行遍乘一个常数k加至另一行.并称(1)为对换变换,称(2)为倍乘变换,称(3)为倍加变换.矩阵A经过初等行变换后变为B,用ABij表示,并称矩阵B与A是等价的.iji(下面我们把)第行和第j行的对换变换,简记为“,”;把第行遍乘k倍的倍乘变换,简记为“k”;第j行的k倍加至第行上的倍加变换,简记为“+k”.①,②例如,矩阵A=③k②+①k(关于初等矩阵内容请大家自己阅读教材)二、运用初等行变换求逆矩阵由定理2.7的推论“任何非奇异矩阵均能经过初等行变换化为单位阵”可知,对于任意一个n阶可逆矩阵A,经过一系列的初等行变换可以化为单位阵I,那么用一系列同样的初等行变换作用到单位阵I上,就可以把I化成.因此,我们得到用初等行变换求逆矩阵的方法:在矩阵A的右边写上一个同阶的单位矩阵I,构成一个n2n矩阵(A,I),用初等行变换将左半部分的A化成单位矩阵I,与此同时,右半部分的I就被化成了.即(A,I)(I,)例1设矩阵A=求逆矩阵.解因为②+①(-1)=3\*GB3③+①(-2)[A,I]=①+=3\*GB3③(-1)②+=3\*GB3③(-1)=1\*GB3①+=2\*GB3②②(1/2)=3\*GB3③+=2\*GB3②所以=所求逆矩阵是否正确,可以通过计算乘积矩阵A进行验证.如果A=I成立,则正确,否则不正确.对给定的n阶矩阵A,用上述方法也可以判断A是否可逆.即在对矩阵[A,I]进行初等行变换的过程中,如果[A,I]中的左边的方阵出现零行,说明矩阵A是奇异的,即,可以判定A不可逆;如果[A,I]中的左边的方阵被化成了单位阵I,说明A是非奇异的,可以判定A是可逆的,而且这个单位矩阵I右边的方阵就是A的逆矩阵,它是由单位矩阵I经过同样的初等行变换得到的.例2设矩阵A=,问A是否可逆?解因为[A,I]=[A,I]中的左边的矩阵A经过初等行变换后出现零行,所以矩阵A是奇异的,A不可逆.(下面利用矩阵求逆运算求解矩阵方程.)例3解矩阵方程AX=B,其中A=,B=解[思路]如果矩阵A可逆,则在矩阵方程AX=B等号的两边同时左乘,可得AX=B,X=B因此,先用初等行变换法判别A是否可逆,若可逆,则求出,然后计算B,求出X.因为[A,I]=所以A可逆,且=X=B==三、矩阵的秩前面给出了利用矩阵行列式判别方阵A是否可逆的方法,除了这种方法外,还可以利用矩阵A的特征之一——矩阵的秩来判别方阵A的可逆性.矩阵的秩是线性代数中非常有用的一个概念,它不仅与讨论可逆矩阵的问题有密切关系,而且在讨论线性方程组的解的情况中也有重要应用.在给出矩阵的秩的概念之前,先要定义矩阵的子式.定义2.15在矩阵A中,位于任意选定的k行、k列交叉点上的个元素,按原来次序组成的