考研数学公式(word版)(8)

2019-08-31 15:09

两种常用的情况 (1)A,B都分成4块

A???

?A11?A21A12??B11??,B???BA22??21B12?? ?B22? 其中Ai1的列数和B1j的行数相等,Ai2的列数和B2j的行数相关。 AB???AA?AB2221?2111 (2)准对角矩阵

?A11B11?A12B21A11B12?A12B22?? ?A21B12?A22B22??A11??0 ???0??A11??0 ????0?0A2200A2200???0?? ???Akk???0??B11???0??0????????Akk???0?0B22?00??A11B11???0??0?????????Bkk???0?0A22B220????0?? ??AkkBkk??0

矩阵方程与可逆矩阵

两类基本的矩阵方程 (都需求A是方阵,且A?0) ?I?Ax?B ?II?xA?B (I)的解法:

AB???Ex

(II)的解法,先化为Ax?B。

TTT AB?Ex。

??行??TTT?????1 通过逆求解:Ax?B,x?AB

可逆矩阵及其逆矩阵

定义:设A是n阶矩阵,如果存在n阶矩阵H,使得AH?E,且HA?E,则称A是可逆矩阵,称H是A的逆矩阵,证作A。 定理:n阶矩阵A可逆?A?0 求A的方程(初等变换法)

?1?1??EA?1 AE?

伴随矩阵

??行???A11??A12 A*?????A?1n 线性表示

A21A22?A2nAn1???An2?T???A ij?????Ann???

?可以用?1,?2,?,?s线性表示,即?可以表示为?1,?2,?,?s的线性组合,

也就是存在c1,c2,?,cs使得 c1?1?c2?2???cs?s?? 记号:???1,?2,?,?s

线性相关性

线性相关:存在向量?i可用其它向量?1,?,?i?1,?i?1,?,?s线性表示。 线性无关:每个向量?i都不能用其它向量线性表示

定义:如果存在不全为0的c1,c2,?,cs,使得c1?1?c2?2???cs?s?0则称

?1,?2,?,?s线性相关,否则称?1,?2,?,?s线性无关。

即:?1,?2,?,?s线性相(无)关?x1?1???xs?s?0有(无)非零解

???1,?2,?,?s?x?0有(无)非零解

极大无关组和秩

定义:?1,?2,?,?s的一个部分组?I?称为它的一个极大无关组,如果满足: i)?I?线性无关。

ii)?I?再扩大就相关。

?I????1,?2,?,?s ?II???1??s??I?

定义:规定?1,?2,?,?s的秩? ??1,?2,?,?s??#?I?。

如果?1,?2,?,?s每个元素都是零向量,则规定其秩为0。

0?? ??1,?,?s??min?n,s?

有相同线性关系的向量组

定义:两个向量若有相同个数的向量:?1,?2,?,?s,?1,?2,?,?s,并且向量方程 x1,?1?x2?2???xs?s?0与x1?1?x2?2???xs?s?0同解,则称它们有相同的线性关系。

①对应的部分组有一致的相关性。

?1,?2,?4的对应部分组?1,?2,?4,

若?1,?2,?4相关,有不全为0的c1,c2,c4使得 c1?1?c2?2?c4?4?0,

即?c1,c2,0,c4,0,?,0?是x1?1?x2?2???xs?s?0的解, 从而也是x1?1?x2?2???xs?s?0的解,则有 c1?1?c2?2?c4?4?0,

?1,?2,?3也相关。

②极大无关组相对应,从而秩相等。 ③有一致的内在线表示关系。

设:A???1,?2,?,?s?,B???1,?2,?,?s?,则

x1?1?x2?2???xs?s?0 即 Ax?0, x1?1?x2?2???xs?s?0 即 Bx?0。

?1,?2,?,?s与?1,?2,?,?s有相同的线性关系即Ax?0与Bx?0同解。

反之,当Ax?0与Bx?0同解时,A和B的列向量组有相同的线性关系。

矩阵的秩

定理:矩阵A的行向量组的秩=列向量组的秩 规定r?A??行(列)向量组的秩。

r?A?的计算:用初等变换化A为阶梯形矩阵B,则B的非零行数即r?A?。 命题:r?A??A的非零子式阶数的最大值。

方程组的表达形式

?a11x1?a12x2???a1nxn?b1?ax?ax???ax?b?2112222nn2 1.?

????am1x1?am2x2???amnxn?bm 2.Ax?? ?是解?A???

3.x1?1?x2?2???xn?n?? 有解????1,?2,?,?n

基础解系和通解

1.Ax?0有非零解时的基础解系

?1,?2,?,?e是Ax?0的基础解系的条件: ①每个?i都是Ax?0的解

②?1,?2,?,?e线性无关

③Ax?0的每个解???1,?2,?,?e

③l?n???A?

/

通解

①如果?1,?2,?,?e是Ax?0的一个基础解系,则Ax?0的通解为

c1?1?c2?2???ce?e,ci任意

②如果?0是Ax?????0?的一个解,?1,?2,?,?e是Ax?0的基础解系,则Ax??的通解为

?0?c1?1?c2?2???ce?e,ci任意

特征向量与特征值

定义:如果??0,并且A?与?线性相关,则称?是A的一个特征向量。此时,有数?,使得A????,称?为?的特征值。

设A是数量矩阵?E,则对每个n维列向量?,A????,于是,任何非零列向量都是?E的特征向量,特征值都是?。

①特征值有限特征向量无穷多

若A????,A?c???cA??c?????c??

A?1???1???A?c1?1?c2?2??c1A?1?c2A?2???c1?1?c2?2?

A?2???2? ②每个特征向量有唯一特征值,而有许多特征向量有相同的特征值。 ③计算时先求特征值,后求特征向量。

特征向量与特征值计算 A????,??0

???E?A???0,??0

??是??E?A?x?0的非零解 命题:①?是A的特征值?? E?A?0


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